城市污水處理工程設(shè)計(jì)中值得探討的幾個(gè)問(wèn)題
水是我們?nèi)祟愃灿械、有限的資源。大氣中的水分變成雨水降到地表，其中一部分蒸發(fā)或者滲入地下，而大部分泄入江河，流到大海，再通過(guò)江、海、河、湖返回大氣中，形成完整的大自然水循環(huán)體系。在這一循環(huán)過(guò)程中，人類所利用的水被污染，而被污染的水只有經(jīng)過(guò)處理得到凈化，才能重新回到大自然的水循環(huán)體系中。因此，污水處理的作用是極為重要的，是保護(hù)人類水環(huán)境，提供舒適的生活空間及作為資源有效利用所必須的和必不可少的重要環(huán)節(jié)。
城市污水處理工程設(shè)計(jì)是一個(gè)綜合性極強(qiáng)的系統(tǒng)工程，涉及的學(xué)科多，相關(guān)部門多，其中任何一個(gè)環(huán)節(jié)不合理都會(huì)給工程設(shè)計(jì)帶來(lái)影響和造成不同程度的損失。
(一)城市污水處理工程設(shè)計(jì)基本條件處
（1）處理規(guī)模：
處理規(guī)模的確定主要與下列因素有關(guān)：
★城市人口：
包括常住人口和流動(dòng)人口。通常是根據(jù)城市總體規(guī)劃近、遠(yuǎn)期及遠(yuǎn)景人口預(yù)測(cè)來(lái)確定的。當(dāng)城市總體規(guī)劃編制年限較早，尚未修編或修編中，需對(duì)現(xiàn)狀人口核實(shí)并進(jìn)行合理的分析和預(yù)測(cè)。同時(shí)，確定人口時(shí)，要特別注意旅游城市在旅游旺季出現(xiàn)人口峰值的特點(diǎn)及對(duì)城市污水量變化系數(shù)的影響。
★城市性質(zhì)及經(jīng)濟(jì)水平
城市所在地域、自然條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度、人民生活習(xí)慣及住房條件不同，城市居民用水量標(biāo)準(zhǔn)不同，因而城市污水量亦不同。
★城市排水體制
城市排水體制分為分流制和合流制。一般新建城市、擴(kuò)建新區(qū)、新建開(kāi)發(fā)區(qū)及經(jīng)濟(jì)條件較好的城市宜采用分流制；一些大中型城市中已建成的舊城區(qū)由于歷史原因，一般為合流制，可改造成截流式合流制。根據(jù)城市具體情況，同一城市的不同地區(qū)可采用不同的排水體制。
城市排水體制的選擇直接影響污水量規(guī)模，當(dāng)采用分流制時(shí)，設(shè)計(jì)污水量全部為城市污水（包括生活污水和工業(yè)廢水等），當(dāng)采用截流式合流制和分流制組合系統(tǒng)時(shí)，必須考慮截流式合流系統(tǒng)中排入的雨水量，該雨水量與設(shè)計(jì)截流倍數(shù)有關(guān)，應(yīng)進(jìn)行科學(xué)分析后合理確定。
★工業(yè)廢水量
由于城市結(jié)構(gòu)各異,工業(yè)類型和工業(yè)比重不同，因而，工業(yè)廢水量及水質(zhì)量不相同。
根據(jù)“城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)”，工業(yè)廢水經(jīng)工廠內(nèi)自行處理，達(dá)到“污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”（cj3082-1999）后，優(yōu)先考慮納入城市污水收集系統(tǒng)，與城市生活污水合并處理。因此，工業(yè)廢水量是城市污水處理廠確定處理規(guī)模的重要組成部分，必須對(duì)其廢水量進(jìn)行充分調(diào)查研究，合理確定工業(yè)廢水量。
★污水管網(wǎng)完善程度
污水管網(wǎng)完善程度對(duì)城市污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模確定十分重要。管網(wǎng)的作用主要是承擔(dān)城市污水的收集和輸送。目前我國(guó)各城市管網(wǎng)建設(shè)程度不同，輸送能力則不相同，如果將其定義為“污水收集率”，則各城市現(xiàn)狀污水收集率和規(guī)劃污水收集率均不相同。當(dāng)設(shè)計(jì)流域范圍內(nèi)處理污水量確定后，必須乘以污水收集率才能得到排入污水處理廠的實(shí)際污水量，換句話說(shuō)，當(dāng)需要保證該處理廠具有一定處理能力時(shí)，必須有相應(yīng)規(guī)模的配套污水管網(wǎng)同步建成。
★規(guī)劃年限
規(guī)劃年限是合理確定污水處理廠近、遠(yuǎn)期及遠(yuǎn)景處理規(guī)模的重要因素。應(yīng)與城市總體規(guī)劃期限相一致。根據(jù)“城市排水工程規(guī)劃規(guī)范”（1997年版）對(duì)規(guī)劃年限條文的說(shuō)明，設(shè) 城市一般為20年，建制鎮(zhèn)一般為15～20年。規(guī)劃年限分期，原則上應(yīng)與城市總體規(guī)劃和排水專項(xiàng)規(guī)劃相一致。一般近期按3～5年，遠(yuǎn)期按8～10年考慮。
綜上所述，將各相關(guān)因素進(jìn)行全面的有機(jī)的綜合分析后，便可合理的確定處理規(guī)模。
。2）污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)
污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)主要與下列因素有關(guān)：
★城市性質(zhì)及經(jīng)濟(jì)水平
如處理規(guī)模部分中所述，由于城市所在地域及經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度不同，污水的水質(zhì)亦不相同。例如沿海發(fā)達(dá)城市和南方城市用水量較大，污水濃度較低；北方城市特別是西部地區(qū)用水量較少，相對(duì)濃度較高；工業(yè)比重大的城市，由于工業(yè)廢水排入下水道的濃度較高，致使城市污水濃度較高等。
★工業(yè)廢水水質(zhì)
原則上工業(yè)廢水必須經(jīng)過(guò)廠內(nèi)處理后達(dá)到“污水排入城市下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”后才可納入城市管網(wǎng)，最終進(jìn)入污水處理廠。但由于目前我國(guó)對(duì)點(diǎn)源污染的管理體制和手段尚未健全，工業(yè)廢水不經(jīng)處理后直接排入城市下水道的現(xiàn)象屢有發(fā)生；因此在確定污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)時(shí)，必須充分考慮該因素的影響而留有余地。
★其它污染源
除生活污水和工業(yè)廢水污染源外，常常還有農(nóng)牧業(yè)污染和城市垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)內(nèi)滲濾液的納入等因素。因此在確定污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)時(shí)，應(yīng)對(duì)上述水量及水質(zhì)進(jìn)行綜合平衡計(jì)算。
★排水體制
當(dāng)排水體制采用全部或部分截流式合流制時(shí)，應(yīng)注意由于截流倍數(shù)、截流水量而造成的污水濃度的變化給進(jìn)水水質(zhì)確定帶來(lái)的影響。
。3）處理廠出水水質(zhì)
處理廠出水水質(zhì)應(yīng)根據(jù)排入受納水體的環(huán)境功能要求，水體上下游用途及水體稀釋和自凈能力等，使出水口水質(zhì)符合國(guó)家或地方有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)排入封閉或半封閉水體（包括湖泊、水庫(kù)、江河入？冢⿻r(shí)，為防止富營(yíng)養(yǎng)化發(fā)生，應(yīng)注意控制出水中TN和TP的濃度。
我國(guó)北方地區(qū)一些河流常年沒(méi)有補(bǔ)給水源，基本屬排污河，排入該河流的污水處理廠處理水應(yīng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)需與環(huán)保部門研究商定。
由于目前水資源嚴(yán)重不足，各城市都在積極推廣污水回用，如果二級(jí)處理后出水作為回用水輸送至用戶時(shí)，應(yīng)根據(jù)用戶對(duì)水質(zhì)要求及國(guó)家或地方的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等制定污水處理廠出水水質(zhì)。
（4）污水、污泥資源化
選擇技術(shù)工藝方案時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮污水和污泥綜合利用。污水作為水資源已逐步被排水領(lǐng)域業(yè)內(nèi)人士所接受，污水回用勢(shì)在必行。新建城市污水處理廠時(shí)，應(yīng)將污水凈化和污水回用一并考慮，根據(jù)回用水用戶對(duì)水量和水質(zhì)的需求，按照國(guó)家和地方回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行包括回用水處理工藝在內(nèi)的全流程工藝設(shè)計(jì)。
同時(shí)，隨著污水處理設(shè)施的完善污泥產(chǎn)量呈增加的趨勢(shì)，特別是大型污水處理廠，污泥的處置已成沉重的包袱，因此污泥利用也逐漸受到重視。在達(dá)到穩(wěn)定化無(wú)害化標(biāo)準(zhǔn)的前提下，優(yōu)先考慮制肥，利用于農(nóng)田或綠化，或可作建筑材料及能源利用。為此污泥利用也要進(jìn)行用戶需求和市場(chǎng)調(diào)查。
。ǘ┎煌(guī)模的城市污水處理廠處理工藝選擇
（1）選擇主要原則
根據(jù)污水水量、水質(zhì)和處理水排放出路（受納水體或污水回用），結(jié)合當(dāng)?shù)刈匀粭l件、經(jīng)濟(jì)狀況、技術(shù)水平及管理人員素質(zhì)，進(jìn)行多方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后再行確定，至少考慮三個(gè)比選方案為宜。選擇主要原則如下：
★首先應(yīng)采用能夠保證處理要求和處理效果的技術(shù)合理、成熟可靠的處理工藝。同時(shí)可結(jié)合處理廠所在城市的具體情況和工程性質(zhì)，積極穩(wěn)妥的采用污水處理新技術(shù)和新工藝，對(duì)在國(guó)內(nèi)首次選用的新工藝、新技術(shù)、必須經(jīng)過(guò)中試或生產(chǎn)性實(shí)驗(yàn)，提供可靠的設(shè)計(jì)參數(shù)后方可采用。
★工程造價(jià)低，省能耗，省運(yùn)行費(fèi)及占地少。
★運(yùn)行管理簡(jiǎn)單，控制環(huán)節(jié)少，易于操作。
★因地制宜，結(jié)合處理廠所在地區(qū)特點(diǎn)，污水處理可分期、分級(jí)實(shí)施。
（2）不同規(guī)模污水處理廠工藝選擇
★建設(shè)規(guī)模
根據(jù)城市污水處理工程項(xiàng)目建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)（修訂）建設(shè)規(guī)模類別如下：
I類 50~100萬(wàn)m3/d
Ⅱ類 20~50萬(wàn)m3/d
Ⅲ類 10~20萬(wàn)m3/d
Ⅳ類 5~10萬(wàn)m3/d
Ⅴ類 1~5萬(wàn)m3/d
2002年2月機(jī)械科學(xué)研究院調(diào)查資料列舉我國(guó)已建、擴(kuò)建、新建污水處理廠248座，其中Ⅰ類6座，Ⅱ類31座，Ⅲ類90座，Ⅳ類66座，Ⅴ類50座，＜1萬(wàn)m3/d5座？梢钥闯，Ⅱ類至Ⅴ類數(shù)量較多，其中Ⅲ類Ⅳ類最多，即5萬(wàn)m3/d~20萬(wàn)m3/d規(guī)模的污水處理廠比重最大。
★處理工藝選擇
根據(jù)上述規(guī)模分析，筆者將建設(shè)規(guī)模的劃分定位于≥20萬(wàn)m3/d，10～20萬(wàn)m3/d和5～10萬(wàn)m3/d三個(gè)類別。
另外，由于處理工藝選擇相關(guān)影響因素較多，如處理水質(zhì)目標(biāo)值，處理廠所在地經(jīng)濟(jì)水平，土地資源，自然條件及管理水平等。為方便選擇，本文擬將除磷脫氮功能要求和占地面積緊張程度作為主要比選條件，F(xiàn)將目前國(guó)內(nèi)常用的工藝技術(shù)比選列表如下：
不同處理規(guī)模工藝技術(shù)方案選擇表
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注：圖中“○”為優(yōu)，“△”為良，“×”為可。
*傳統(tǒng)氧化溝法包括單溝、雙溝、三溝、DE型和卡羅塞爾型氧化溝。
從表中可以看出，國(guó)內(nèi)污水處理工藝大多采用活性污泥法；钚晕勰喾ㄖ饕譃橐韵聨状箢悾
(1)傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)型（A/O，A2/O等）
(2)氧化溝法（卡羅塞爾型，三溝式，雙溝式，DE型，奧貝爾型等）及其改進(jìn)型（各類型氧化溝前設(shè)置厭氧池或選擇池等）
(3)SBR法及其改進(jìn)型（CASS，C-TECH，DAT-IAT，MSBR等）
(4)AB法及其改進(jìn)型（AB(A/O),AB(A2/O),AB(氧化溝),AB( SBR),AB(BAF)）
(5)其它類型，如UNITANK，水解酸化-好氧法等。
上述改進(jìn)型，均為除磷脫氮要求而逐漸發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)。
各種處理工藝技術(shù)都有著各自的適用條件和特點(diǎn)，大規(guī)模污水處理廠宜選用傳統(tǒng)活性污泥法及其改進(jìn)型。其原因：
★去除有機(jī)物或N、P效率高；
★工藝流程中設(shè)有初沉池；
★厭氧、缺氧、好氧功能分區(qū)明確；
★污泥采用中溫厭氧消化；
★處理規(guī)模超過(guò)一定量后，基建費(fèi)可降低。
因此，傳統(tǒng)活性污泥法及改進(jìn)型出水水質(zhì)穩(wěn)定，處理全流程能耗小，運(yùn)行費(fèi)用較低，并且規(guī)模越大，優(yōu)勢(shì)越明顯。
而中小規(guī)模污水處理廠，特別當(dāng)規(guī)模≤10萬(wàn)m3/d時(shí)，宜選用氧化溝法及其改進(jìn)型和SBR法及其改進(jìn)型。其原因：
★去除有機(jī)物及N、P效率高；
★抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；
★不設(shè)初沉池或不設(shè)初沉池及二沉池，設(shè)施簡(jiǎn)單，省基建費(fèi)，方便管理；
★基建費(fèi)低，且規(guī)模越小，優(yōu)勢(shì)越明顯；
★處理設(shè)備基本可實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，設(shè)備費(fèi)大幅降低。
由于中小城市水量、水質(zhì)負(fù)荷變化大，經(jīng)濟(jì)水平有限，技術(shù)力量相對(duì)薄弱，管理水平相對(duì)較低等特點(diǎn)，采用SBR和氧化溝及其改進(jìn)型是適宜的。
在10～20萬(wàn)m3/d類別范圍內(nèi)除上表列出的常用處理工藝外,筆者推薦兩種目前還未廣泛應(yīng)用的處理工藝。其一為氧化溝型的微孔曝氣生物法，該工藝將氧化溝表曝型改為底曝型，即氧化溝內(nèi)設(shè)置水下攪拌機(jī)和非滿布的微孔曝氣器，既保留了氧化溝沿水流方向間斷曝氣和循環(huán)流的特點(diǎn)，又克服了氧化溝因采用表面曝氣機(jī)而占地面積大、充氧效率低、水流斷面流速不均、池底易沉淀等不足，在有條件的地區(qū)可推廣使用。其二為水下曝氣器型生物法（OKI），即將池底部的微孔曝氣器改為水下曝氣器，因該曝氣器兼有曝氣切割氣泡和混合攪拌的多種功能，既避免了微孔曝氣堵塞后充氧效率下降的缺點(diǎn)，又可適應(yīng)實(shí)際運(yùn)行中水質(zhì)的變化而改變各池運(yùn)行工況，形成厭、缺、好多種排列組合方式運(yùn)行，操作靈活，適應(yīng)性強(qiáng)。該工藝曝氣氣泡屬于小氣泡，與微氣泡相比，氧的利用率低，但其設(shè)置水深可達(dá)十二米，提高了氧的分壓，從而提高了氧的利用率。設(shè)計(jì)選用時(shí)，上述兩種工藝可根據(jù)不同地區(qū)情況，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比選后確定。該工藝已在廈門海倉(cāng)投資區(qū)嵩嶼污水處理廠使用并投產(chǎn)運(yùn)行。
(三)污水處理工程設(shè)計(jì)中值得探討的幾個(gè)問(wèn)題
目前，我國(guó)排水領(lǐng)域在污水處理工程設(shè)計(jì)方面已漸趨規(guī)范化，各設(shè)計(jì)階段的深度及工程設(shè)計(jì)內(nèi)容基本滿足國(guó)家有關(guān)規(guī)定，設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇也基本符合國(guó)家和各部門的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，但仍然有一些問(wèn)題需予以重視并值得探討。
（1）污水管網(wǎng)設(shè)計(jì)
城市污水管網(wǎng)擔(dān)負(fù)著城市污水的收集和輸送，是連接污水產(chǎn)生源和污水處理廠的重要的、不可缺少的環(huán)節(jié)，擬研討的主要因素有以下幾個(gè)方面：
★污水管網(wǎng)規(guī)劃年限
一般污水主干管或次干管都沿城市主干道或支干道敷設(shè)，而且由于大多為重力流，較其它市政管線埋設(shè)深度深，因此改建和擴(kuò)建較為困難。一般應(yīng)按遠(yuǎn)期污水量設(shè)計(jì)，在一些大城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市可按遠(yuǎn)景污水量設(shè)計(jì)。此外，根據(jù)管線重要性不同，設(shè)計(jì)年限亦有差異，一般城市主干管設(shè)計(jì)年限長(zhǎng)，一次建成后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間不再擴(kuò)建，次干管、支管和接戶管等設(shè)計(jì)年限可依次降低。
根據(jù)“城市排水工程規(guī)劃規(guī)范”GB50318-2000，城市排水工程規(guī)劃的期限應(yīng)與城市總體規(guī)劃期限相一致，設(shè)市城市一般為20年，建制鎮(zhèn)一般為15～20年。筆者認(rèn)為污水管網(wǎng)在城市主要道路下鋪設(shè)時(shí)，至少按20年考慮，大城市和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市宜采用年限更長(zhǎng)，而不可與污水處理廠遠(yuǎn)期建設(shè)年限（一般為10年）相同，具體規(guī)劃年限應(yīng)與當(dāng)?shù)匾?guī)劃部門及相關(guān)部門研究后確定。
另外，由于污水處理廠設(shè)計(jì)年限一般采用近期5年，遠(yuǎn)期10年，而污水管網(wǎng)≥20年，因此在設(shè)計(jì)城市污水管網(wǎng)時(shí)，必須用污水處理廠近、遠(yuǎn)期設(shè)計(jì)污水量對(duì)管網(wǎng)設(shè)計(jì)進(jìn)行校核，特別需注意管內(nèi)流速及考慮防止淤積所采取的有效措施。
★排水體制
一般說(shuō)，凡在新建市、區(qū)或擴(kuò)建新區(qū)建設(shè)污水處理工程時(shí)，宜采用分流制；在已建成合流制排水系統(tǒng)的舊城區(qū)、小城鎮(zhèn)等，宜將原合流制直泄式排水系統(tǒng)改造成截流式合流系統(tǒng)；在雨量稀少地區(qū)，如我國(guó)西北的部分地區(qū)或者邊遠(yuǎn)小城鎮(zhèn)，由于污水處理規(guī)模小，街道狹窄，兩側(cè)建筑密集，施工復(fù)雜，無(wú)條件修建分流制排水系統(tǒng)，也可考慮采用合流制排水系統(tǒng)。
目前我國(guó)較多城鎮(zhèn)既有歷史上已形成合流制的老城區(qū)，其建筑密集，街道狹小，難以改造成分流制；又有已建成或正在擴(kuò)建的分流制的新城區(qū)。在這種情況下，可在同一污水處理工程服務(wù)范圍（或流域范圍）內(nèi)，采用不同的排水體制，即新建區(qū)和擴(kuò)建區(qū)采用分流制，而舊城區(qū)采用截流式合流制。
采用截流式合流制時(shí)，需注意截流倍數(shù)no的選擇，一般說(shuō)no的確定需根據(jù)所在城市水文、氣象條件，水體環(huán)境功能要求及旱季污水量、水質(zhì)和總變化系數(shù)等因素經(jīng)計(jì)算確定。筆者認(rèn)為在我國(guó)no可采用1～3，當(dāng)旱季污水水質(zhì)較濃或溢流口在城市上游時(shí)，no值宜采用較大值，相反則采用較小值。
值得注意的是，當(dāng)截流倍數(shù)較大時(shí)，旱季和雨季污水量相差較大，污水處理廠的進(jìn)水水量及水質(zhì)都隨之發(fā)生相應(yīng)波動(dòng)，造成沖擊負(fù)荷，因此在污水處理廠工藝流程設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)參數(shù)選擇時(shí)應(yīng)對(duì)該水量、水質(zhì)變化進(jìn)行必要的分析和校核，保證處理廠出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。
（2）垃圾滲濾液對(duì)污水處理廠的影響
目前，我國(guó)處理城市垃圾的主要手段為衛(wèi)生填埋法。國(guó)外設(shè)計(jì)垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)時(shí)，進(jìn)廠垃圾預(yù)先經(jīng)過(guò)分類處理，將可焚燒、宜堆肥及回收的垃圾分別收集，使進(jìn)入衛(wèi)生填埋場(chǎng)的垃圾絕大部分為無(wú)機(jī)物，因而產(chǎn)生的滲濾液中有機(jī)物濃度較低。而在我國(guó)由于垃圾分類遲遲未能推廣，絕大多數(shù)城市采用混合垃圾衛(wèi)生填埋，因而進(jìn)廠垃圾有機(jī)成分較高，尤其是氨氮可高達(dá)數(shù)百甚至上千，給滲濾液處理帶來(lái)極大困難，目前業(yè)內(nèi)人士千方百計(jì)實(shí)驗(yàn)和研究，尋求一種在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上合理可行的處理工藝，但其結(jié)果均不樂(lè)觀。因此，國(guó)內(nèi)一些城市，特別是中小城鎮(zhèn)，當(dāng)垃圾處理規(guī)模不大，且距城市污水處理廠較近時(shí)，往往將垃圾滲濾液經(jīng)預(yù)處理或不經(jīng)處理直接排入城市污水處理廠。這種情況下，設(shè)計(jì)城市污水處理廠時(shí)，需十分注意由于垃圾滲濾液高濃度廢水的進(jìn)入而給處理廠進(jìn)水帶來(lái)的水質(zhì)變化。處理廠規(guī)模越小，其影響越大，滲濾液處理量與污水處理廠處理規(guī)模的比值越大，對(duì)設(shè)計(jì)參數(shù)選擇、設(shè)備選型及工程費(fèi)、運(yùn)行費(fèi)等影響越大。
(4)生物除磷脫氮
隨著水體對(duì)富營(yíng)養(yǎng)化的主要影響因素氮、磷指標(biāo)的嚴(yán)格控制，生物除磷脫氮工藝已廣泛應(yīng)用于污水處理設(shè)計(jì)中。鑒于生物除磷和脫氮存在一定矛盾，比如脫氮過(guò)程中所需的硝化菌世代期長(zhǎng)，污泥齡長(zhǎng)；而除磷則通過(guò)剩余污泥的排除而實(shí)現(xiàn)磷的去除，污泥齡短。因此，設(shè)計(jì)時(shí)，如選用短泥齡，則硝化過(guò)程不完全，脫氮效果低下；反之，若選用長(zhǎng)泥齡，也會(huì)導(dǎo)致糖質(zhì)積累，使非聚磷微生物增長(zhǎng)而降低了除磷效果。當(dāng)前設(shè)計(jì)中在選擇泥齡時(shí)多采用兼顧的方法，但除磷脫氮均不能達(dá)到最佳效果。當(dāng)然，隨著生物除磷脫氮技術(shù)的發(fā)展，除原有傳統(tǒng)A2/O，A/O工藝外，又陸續(xù)開(kāi)發(fā)了UCT倒置A2/O，OCO等實(shí)用工程新技術(shù)，使除磷脫氮效果有很大提高，最近又有新的研究成果－反硝化除磷，使反硝化脫氮與生物除磷有機(jī)的結(jié)合，是很好的可持續(xù)處理技術(shù)。但以工程設(shè)計(jì)而言，尚有以下幾點(diǎn)看法僅供討論：
★ 防止富營(yíng)養(yǎng)化的主要因素是氮和磷，但是在這二者之間。磷的去除更為重要，這是因?yàn)樽匀唤缭孱愔刑m藻的部分種類有著固氮能力，不僅能將水中的NH4__ N，NO3_N固定其中，而且可吸收空氣中氮?dú)猓鳛樽陨頎I(yíng)養(yǎng)源；也就是說(shuō)，即使處理水中降低了NO3 _N濃度，蘭藻仍可從大氣中獲得氮源；而磷則不同，一旦將其去除是不可逆反的。為此，為破壞藻類繁殖時(shí)所需營(yíng)養(yǎng)鹽的平衡，在除磷脫氮二者之間選擇除磷作為重點(diǎn)是合理的。
★水中存在的總磷（TP），除正磷酸鹽（PO4-P）以外，還有粒狀磷和溶解性有機(jī)磷，其中粒狀磷主要存在于微生物和SS中。當(dāng)A/O除磷系統(tǒng)處理后出水SS較高時(shí)，由于粒狀磷隨水排出，往往不能達(dá)到預(yù)期的除磷效果。根據(jù)日本高度處理設(shè)施手冊(cè)（草案），若要達(dá)到出水TP＜1mg/l，二沉池出水SS濃度則需＜10mg/l。因此，在A/O生物除磷工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)最終出水SS濃度的要求，選用相適應(yīng)的合理的設(shè)計(jì)參數(shù)，以保證除磷的效果。
★目前采用生物除磷工藝的多數(shù)設(shè)計(jì)中，均能充分考慮相關(guān)因素對(duì)除磷的影響，如進(jìn)水BOD5/TP值，絕氧狀態(tài)（既無(wú)O2也無(wú)NOX-N）污泥齡等，但有的設(shè)計(jì)往往忽略污泥處理系統(tǒng)磷的再釋放現(xiàn)象，比如，仍采用重力濃縮池，上清液重又回入污水系統(tǒng)中，造成再釋放的磷返回原系統(tǒng)而未得到去除。一般說(shuō)，大型污水處理廠設(shè)有初沉池時(shí)，初沉池污泥可采用重力濃縮，剩余污泥則采用機(jī)械濃縮，中小規(guī)模污水處理廠，可一并采用機(jī)械濃縮；當(dāng)大型污水處理廠污泥處理采用厭氧消化時(shí)，可將消化池上清液集中單獨(dú)處理，該處理方法一般多采用化學(xué)法（如鐵鹽，鋁鹽，石灰法）。
（4）幅流式二沉池表面水力負(fù)荷
活性污泥系統(tǒng)二沉池是以分離生物處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥，使處理水得到澄清為主要目的。設(shè)計(jì)二沉池的影響因素很多，而其中表面水力負(fù)荷和出水堰負(fù)荷為主要設(shè)計(jì)參數(shù)。
我國(guó)1997年版“室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范”中規(guī)定活性污泥法后二沉池采用表面水力負(fù)荷為1.0～1.5m3/m2.h，美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定高峰流量時(shí)為2.0m3/m2.h，日本1994年版“下水道設(shè)計(jì)指針與解說(shuō)”中為0.8～1.2 m3/m2.h。（20～30m3/m2.d）。
從理論上講，按沉淀類型分，二沉池沿水深自上而下原則上分為四個(gè)區(qū)：自由沉淀區(qū)、絮凝沉淀區(qū)、成層沉淀區(qū)、壓縮區(qū)，其中自由沉淀過(guò)程較短，很快便過(guò)渡到絮凝沉淀階段，沉淀池內(nèi)大部分時(shí)間屬于成層沉淀和壓縮沉淀階段。因此，必須有足夠的停留時(shí)間，或者說(shuō)必須保證應(yīng)去除顆粒群的最小流速，才能產(chǎn)生良好的沉淀效果。而表面水力負(fù)荷與顆粒沉降速度在數(shù)值上是相同的，因此選用二沉池（中間進(jìn)水周邊出水）表面水力負(fù)荷值時(shí)，不宜過(guò)高。
從處理流程看，二沉池是污水處理系統(tǒng)最后一道工序，是泥水分離效果好壞的關(guān)鍵把關(guān)工序，表面水力負(fù)荷采用較低值更為安全，即使處理系統(tǒng)運(yùn)行工況發(fā)生變化，仍可得到穩(wěn)定可靠的出水效果。
從除磷要求來(lái)講，如前所述，由于出水中SS所攜帶粒狀磷的影響，宜采用較低負(fù)荷值。
綜上所述，筆者建議：以平均設(shè)計(jì)污水量計(jì)算，在活性污泥法系統(tǒng)中當(dāng)設(shè)有初沉池時(shí)，二沉池表面水力負(fù)荷宜選用0.8～1.0m3/m2.h，不設(shè)初沉池的活性污泥法系統(tǒng)中二沉池表面水力負(fù)荷宜選用0.5～0.7m3/m2.h，我國(guó)"氧化溝設(shè)計(jì)規(guī)程"中提出的氧化溝法沉淀池表面水力負(fù)荷宜采用0.5～0.75m3/m2.h的數(shù)值是適宜的。
(6)除臭：
隨著我國(guó)對(duì)環(huán)境質(zhì)量要求的提高和污水處理技術(shù)的發(fā)展，在設(shè)計(jì)污水處理廠的同時(shí)，考慮除臭設(shè)施已提到議事日程。目前我國(guó)制定的“城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”（報(bào)批稿）中已納入有關(guān)大氣污染排放標(biāo)準(zhǔn)，主要控制項(xiàng)目為氨、硫化氫、臭氣濃度和甲烷氣，監(jiān)測(cè)采樣點(diǎn)設(shè)在城鎮(zhèn)污水處理廠下風(fēng)向有臭氣方位的廠界或防護(hù)林邊緣敏感點(diǎn)處。
城市污水處理廠臭氣產(chǎn)生的特點(diǎn)如下：
★臭氣種類多，屬?gòu)?fù)合性臭氣；
★臭氣濃度低；
★臭氣源范圍廣，整個(gè)污水處理廠均為臭氣發(fā)生源；
★臭氣呈變化態(tài) ★臭氣發(fā)生時(shí)間是連續(xù)的（24h不停止）
雖然污水處理廠臭氣面廣，臭氣濃度較低，但在處理廠內(nèi)不同處理區(qū)臭氣濃度和臭氣量不同。一般說(shuō)城市污水處理廠臭氣較嚴(yán)重的地區(qū)為預(yù)處理區(qū)、一級(jí)處理區(qū)和污泥處理區(qū)，該區(qū)域臭氣產(chǎn)生量相對(duì)不多，但臭氣濃度較高，應(yīng)作為主要除臭對(duì)象區(qū)域。
根據(jù)日本有關(guān)資料中的測(cè)定數(shù)據(jù)，污泥處理區(qū)硫化氫濃度和氨濃度分別是預(yù)處理區(qū)和一級(jí)處理區(qū)的50倍和5倍，因此可以看出污泥處理區(qū)更是重中之重，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)優(yōu)先予以考慮。另外，根據(jù)上海市政工程設(shè)計(jì)研究院為杭州四堡污水處理廠設(shè)計(jì)的生物脫臭系統(tǒng)的計(jì)算，若以污水處理廠總臭氣量100%計(jì)，預(yù)處理區(qū)、一級(jí)處理區(qū)和污泥處理區(qū)的臭氣量比例分別為12.5 %，12.5%和12.5%，而生物處理區(qū)為62.5%;但是，臭氣濃度則相反，預(yù)處理區(qū)、一級(jí)處理區(qū)、生物處理區(qū)和污泥處理區(qū)的臭氣強(qiáng)度分別為5000、9000、2000和6000。因此，建議在大城市、經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)城市和重要旅游城市或因特殊原因廠址選擇不能滿足國(guó)家規(guī)定的衛(wèi)生防護(hù)距離要求時(shí)，宜設(shè)置除臭設(shè)施。同時(shí)鑒于我國(guó)經(jīng)濟(jì)狀況，宜將除臭設(shè)施建在預(yù)處理區(qū)，一級(jí)處理區(qū)和污泥處理區(qū)。
除臭方法常用有活性炭吸附法、化學(xué)藥劑吸收法、土壤法及生物法。由于活性炭吸附法去除高濃度臭氣效率低且價(jià)格高；化學(xué)藥劑吸收法臭氣去除效率低且操作管理復(fù)雜；土壤法則適合低濃度臭氣去除及占地面積大等不足，目前國(guó)內(nèi)外廣泛采用生物除臭法，即利用微生物除臭。該法具有適合于各種臭氣濃度的脫除，且具有效率高，不產(chǎn)生二次污染及運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。因此，在我國(guó)建議采用生物除臭更為經(jīng)濟(jì)合理。
(7)受納水體的洪水位及高潮位
這是因?yàn)槠錁?biāo)準(zhǔn)選擇與下列工程設(shè)計(jì)直接有關(guān)：
★處理廠地面高程；
★處理工藝水力流程和確定進(jìn)水泵揚(yáng)程；
★處理廠事故排放管的設(shè)計(jì)高程
★處理廠超越管的設(shè)計(jì)高程；
★處理廠防洪設(shè)施設(shè)置的標(biāo)準(zhǔn)；
一般說(shuō)，污水處理廠洪水位的確定應(yīng)與城市防洪標(biāo)準(zhǔn)一致，建議大城市采用50年一遇，100 年校核；小城鎮(zhèn)采用20年一遇，50年校核的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
。8）關(guān)于污水回用標(biāo)準(zhǔn)中電導(dǎo)率指標(biāo)
日本滋賀縣立大學(xué)奧野長(zhǎng)晴教授在污水回用研究課題中，對(duì)日本東京都新宿區(qū)和福岡市的中水回用設(shè)施進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)回用水金屬管道嚴(yán)重腐蝕，特別是不同金屬材料接口處更為嚴(yán)重，造成管道和閥門堵塞，而影響用戶使用。堵塞的主要物質(zhì)為鐵、鐵銹和生物泥。其腐蝕原因如下：
★余氯和O2濃度高；
★氯離子和硫酸根濃度高；
★不同材質(zhì)金屬結(jié)合處易發(fā)生電腐蝕；
因此，除采用塑料管道代替金屬管道和控制余氯濃度等措施外，對(duì)電導(dǎo)率提出了限制標(biāo)準(zhǔn)。一般普通未污染河流電導(dǎo)率約為200μS/cm，東京都新宿區(qū)電導(dǎo)率約為400μS/cm，未發(fā)現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象。而福岡市電導(dǎo)率為1500μS/cm，腐蝕極為嚴(yán)重。研究結(jié)果認(rèn)為，電導(dǎo)率指標(biāo)宜小于500μS/cm，才能避免腐蝕現(xiàn)象發(fā)生。
建議我國(guó)在制定污水回用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)認(rèn)真考慮電導(dǎo)率的控制指標(biāo)。
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