合流污水處理方法探討

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　　隨著工業(yè)化和城市化的發(fā)展，水環(huán)境污染、水資源緊缺日益嚴重，水污染控制、水環(huán)境保護已刻不容緩。我國現(xiàn)在新建城市或城區(qū)采用雨污分流制，但老城市或老城區(qū)大多仍然是雨污合流的排水體制，許多合流污水是直接排放到水體。而將舊合流制改為分流制，受現(xiàn)狀條件限制大，許多老城區(qū)建成年代較長，地下管線基本成型，地面建筑擁擠，路面狹窄，舊合流制改分流制難度較大。合流污水的一大特點是旱季和雨季的水質(zhì)、水量變化大，雨季污水BOD濃度低，不利于生化處理。國家提出，2010的我國城市污水處理率要求達到40%，因此，研究有效的合流污水處理方法，對加快城市污水處理步伐具有重要的意義。本文針對合流污水處理的有關(guān)情況，談一些個人看法。

　　2 污水處理工藝要求

　　我國目前不少城市，新城區(qū)與老城區(qū)并存，合流制與分流制并存。因此，新建或擴建的污水處理廠，在滿足城市總體規(guī)劃和排水規(guī)劃需要的同時，還應(yīng)能達到如下要求：

　?。?）具備接納舊城區(qū)合流污水的能力，具有較強的適應(yīng)沖擊負荷的能力。污水處理廠污水來源包括兩部分：一是新城區(qū)分流污水 ；二是老城區(qū)合流污水。與合流污水相比，分流污水水質(zhì)、水量變化幅度小得多，對污水處理廠調(diào)節(jié)緩沖的要求小得多。對于合流污水，降雨前期因雨水沖涮街區(qū)，合流污水較臟，但水量相對較??；降雨后期水量較大，但污水中有機物濃度相對較小。因此，降雨前期合流污水，可考慮與分流污水一起經(jīng)預(yù)處理后進入污水處理構(gòu)筑物。降雨后期合流污水，除一部分與分流污水一起經(jīng)污水預(yù)處理構(gòu)筑物進入污水處理構(gòu)筑物外，另一部分可考慮通過雨污溢構(gòu)筑物進入雨污溢流沉定池后排入附近水體。為了對進入污水處理構(gòu)筑物的合流污水高峰流量、水質(zhì)波動進行緩沖調(diào)節(jié)，污水處理構(gòu)筑物前端可設(shè)緩沖調(diào)節(jié)池，以均衡水質(zhì)、儲存水量。

　?。?）具有可靠的BOD、COD、SS去除功能及氮磷去除功能，保證最終出水水質(zhì)穩(wěn)定。通常情況下，城市污水中難降解有機物較少，BOD、COD去除比較容易實現(xiàn)，而氮磷去除則較復雜。我國現(xiàn)行的污水排放標準，對污水處理廠出水氮磷指標有嚴格的要求，故城市污水處理都必須達到氮磷的有效去除。在現(xiàn)行城市污水脫氮除磷工藝中，A²/0采用較為廣泛。針對A²/0工藝存在的問題，目前出現(xiàn)了許多改進工藝，每種工藝又都存在各自的特點和局限。由于合流污水引起的水質(zhì)、水量波動較大，對污水廠各處理單元產(chǎn)生沖擊，為了適應(yīng)受納水體的要求，為了使BOD、COD等指標進一步降低，進一步去除污水中的細菌及氮、磷等植物性營養(yǎng)物質(zhì)，在污水廠與受納水體之間可設(shè)氧化塘。

　?。?）具有靈活多變的運行方式，可根據(jù)收集的污水量、進水水質(zhì)以及季節(jié)變化調(diào)整運行方式。常規(guī)A²/0工藝，很難做到靈活方便地調(diào)整運行方式。但A²/0工藝從構(gòu)成原理上講，是在曝氣段前加厭氧段和缺氧段。這一原理用于氧化溝技術(shù)中，便可形成各種適應(yīng)不同水質(zhì)、水量、季節(jié)變化的運行方式。污水廠可根據(jù)實際情況設(shè)兩個以上的氧化溝，每個溝設(shè)一定數(shù)量的水力推進器，池底均勻分布微孔爆氣器。通過調(diào)整氧化溝污水進水管閥門、曝氣器的開及關(guān)的區(qū)域、內(nèi)回流比大小、污泥回流比大小及水力推進器運行個數(shù)，便可形成串聯(lián)、并聯(lián)等若干種運行方式，每種運行方式具有各自區(qū)域大小不同的厭氧段、缺氮段、曝氣段。當旱季污水量小，則采用串聯(lián)運行方式；雨季污水量大，則采用并聯(lián)運行方式。夏季溫度高，硝化反應(yīng)速度快，則采用具有較小曝氣區(qū)域、較小硝化段的運行方式，相應(yīng)反硝化區(qū)域增加、功能加強；冬季情況則正好相反。如進水碳源濃度較低，則采取串聯(lián)的、使后續(xù)反硝化段的碳源能得到補充的運行方式。

　　3 工藝流程選擇及特點說明

　　根據(jù)污水合流制與分流制并存的特點，及處理后污水排放水體的要求，采用工藝流程見圖1。

　　來自新城區(qū)的分流污水，經(jīng)格柵處理后進入后續(xù)污水處理構(gòu)筑物；來自老城區(qū)的合流污水，平時直接進入污水處理系統(tǒng)。降雨時，前期的較臟、水量較小的合流污水，與分流污水一起經(jīng)格柵后進入后續(xù)污水處理構(gòu)筑物；降雨后期的合流污水水量較大，主要含泥砂，一部分經(jīng)雨污溢流構(gòu)筑物，在沉淀池作短暫停留，去除部分泥砂后，直接排放水體，另一部分則與分流污水一起經(jīng)格柵后進入后續(xù)處理構(gòu)筑物。

　　格柵用以去除污水中的大塊懸浮物、漂浮物等污物，以消除大塊污物對后續(xù)處理系統(tǒng)的不良影響。曝氣沉砂池用以去除較大砂粒及其他無機污染物顆粒，以提高污泥活性有機組分含量、減輕對管道設(shè)備的磨損、減輕后續(xù)沉淀池負荷、改善系統(tǒng)運行條件。初沉池主要用以去除SS，在初沉池中，根據(jù)進水水質(zhì)情況，可適時外加碳源和氨氮，以保證有足夠量和適當比例的C、N、P來源，為后續(xù)生化反應(yīng)正常運行創(chuàng)造條件。緩沖池主要作用是在合流污水高峰流量時均衡水質(zhì)、儲存水量。

　　氧化溝是一種簡易、高效、經(jīng)濟的城市污水處理工藝，近幾十年發(fā)展迅速。在流態(tài)上，它既是完全混合式，又具有推流式特征。由于溝渠溶解氧濃度的遞減變化規(guī)律，通過適當安排進水口、出水口、回流污泥入口位置，氧化溝可形成一個倒置A²/0工藝，見圖2、圖3：

　　根據(jù)硝化、反硝化，生物除磷及好氧活性污泥微生物的代謝特點，在缺氧段，主要功能是脫氮，回流污泥中反硝化菌以原水中有機物為碳源，以來自好氧段的硝化液中的硝酸鹽為電子受體，將硝態(tài)氮（NO^-₃-N）還原為氣態(tài)氮（N₂）。在厭氧段，主要功能是釋磷，回流污泥中聚磷菌分解釋放體內(nèi)聚磷酸鹽，同時攝入污水中的有機物，以PHB及糖原等形式儲存于細胞內(nèi)。對于缺氧段與厭氧段的過渡過區(qū)域，既非嚴格的厭氧狀態(tài)，而溶解氧濃度又低于缺氧段，脫氮與釋磷過程都將存在，但都不易取得競爭優(yōu)勢。在好氧段，功能有三：一、好氧活性污泥中微生物，使污水中有機物得到降解、去除，好氧微生物本身得以增殖，活性污泥得以增長；二、在亞硝化菌和硝化菌作用下，將污水中氨氮（NH⁺₄-N）氧化成硝態(tài)氮（主要為NO^-₃-N）；三、聚磷菌體內(nèi)PHB氧化產(chǎn)生大量能量，一部分用于從污水中過量吸收磷酸鹽，并以聚磷的形式貯存于體內(nèi)，一部分供給細菌合成和維持生命。與A²/0工藝相比，前置缺氧段不僅可優(yōu)先從污水中獲得碳源，強化反硝化過程。同時，因先經(jīng)歷反硝化過程，消除了硝酸鹽的大量存在對聚磷菌厭氧釋磷過程的不利影響。

　　通過對曝氣器的控制，溝渠內(nèi)可形成區(qū)域大小適宜的缺氧段、厭氧段、曝氣段，在去除BOD的同時進行生物脫氮除磷，能取得較好的氮磷去除效果。特別是能夠通過對曝氣區(qū)域大小和進出水管閥門的控制，形成靈活多變的運行方式，適應(yīng)污水水量、水質(zhì)、季節(jié)性的變化，具有廣闊的發(fā)展應(yīng)用前景。

　　當水質(zhì)波動幅度不大時，通過前述的預(yù)處理、生物處理后的污水，一般能排放水體，但由于各種不確定偶發(fā)因素的影響，這樣考慮處理水排放存在不小風險。當水質(zhì)、水量大幅波動時，這種情況更為突出。由于水污染、生態(tài)破壞的嚴峻形勢，城市污水處理廠必須從技術(shù)上嚴格把關(guān)，從工藝上確保處理水安全排放水體。若在生物處理工藝之后設(shè)置熟化塘，不僅可在污水處理廠和受納水體之間起緩沖作用，還能通過藻類-動物性浮游生物-魚類等食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)，使BOD、COD指標、細菌及氮磷等植物性營養(yǎng)物濃度進一步降低，具有良好穩(wěn)定的處理效果。特別是在熟化塘系統(tǒng)中，通過塘內(nèi)生態(tài)系中多條食物鏈的物質(zhì)遷移、轉(zhuǎn)化和能量逐級傳遞、轉(zhuǎn)化，在去除污染的同時，以水產(chǎn)資源形式達到物質(zhì)、能量的回收，將污水處理與利用相結(jié)合，實現(xiàn)污水資源化。

　　4 結(jié)語

　?。?）合流制污水水質(zhì)、水量波動幅度大，技術(shù)工藝必須滿足緩和沖擊負荷的要求，設(shè)置緩沖池均衡水質(zhì)、儲存水量比較適宜。

　?。?）通過多個氧化溝構(gòu)成若干個串、并聯(lián)運行方式，在適應(yīng)進水水質(zhì)、水量、季節(jié)性變化方面能夠發(fā)揮重要作用。

　?。?）通過安排適當?shù)倪M出水口位置、回流污泥入口位置，氧化溝可形式一個倒置A²/0工藝，在去除BOD的同時，能取得較好的氮磷去除效果。

　?。?）熟化塘的應(yīng)用，為處理水安全排放水體，能夠提供可靠的技術(shù)保證。熟化塘投資省、運行費用低、管理維護方面、污水處理與利用相結(jié)合，在防治水污染、保護水環(huán)境及生態(tài)環(huán)境綜合治理方面具有明顯優(yōu)勢。如果美化熟化塘表觀，設(shè)置噴泉等設(shè)施，形成供人們休閑、游樂的人工景點，協(xié)調(diào)城市建設(shè)中土地資源的合理配置，那么熟化塘占地面積較大這一不足，就不會成為突出的問題。

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