1、城市污水处理厂优化设计【摘要】近年来，随着环境问题的加剧和排放标准的提高。促使加快污水处理厂建设及不断改进污水处理工艺。污水处理厂优化设计一直以来都是污水处理领域关注的重点问题。本文介绍了污水处理厂在优化设计中的若干经验，并在此基础上进行深入的分析及探讨。提出了城市污水处理厂优化设计理论研究中几个有待进一步研究的问题。 【关键词】城市污水 污水处理厂 优化设计 中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号： 一前言 20 世纪六十年代，对城市污水处理厂优化设计的理论开始进行研究。用系统分析等方法来确定污水处理厂的优化处理链，并建立了线性规划模型进行优化，以达到系统的最小总费用。由于污水处
2、理过程的相互关系中,在推理上和经验上，一般都是非线性的,所以线性规划对于处理过程的优化是不充分的。20 世纪八十年代初，初步建立了非线性规划模型，对整个城市污水处理厂进行了优化设计，把城市污水处理厂的优化设计理论推进了重要的一步。1987 年，建立了相对较完善的活性污泥污水处理系统的优化设计模型。当前，我国城市污水处理事业已进入高速发展阶段，污水处理厂优化设计积累了大量丰富的经验，这些经验教训都是环保产业发展的宝贵财富，有必要加以归纳总结，为今后的污水处理厂优化设计提供借鉴。 二城市污水处理工艺技术方案的设计原则 城市污水处理工艺方案的选择一般应体现以下总体要求：满足要求，技术可行，因地制宜，
3、经济合理。在保证处理效果、运行稳定和排放标准要求的前提下，使基建造价和运行费用最为经济节省，运行管理方便，控制调节简单，占地和能耗少，污泥产量低。同时，具有良好的安全、卫生、景观及其它环境条件。 三城市污水处理厂的设计要点为了实现城市污水处理厂建设项目的环境效益、社会效益、经济效益等的最大化，城市污水处理厂的设计应把握以下要点： （一）合理确定建设标准水平建设标准的主要内容有：建设规模、占地面积、工艺装备、建筑标准、配套工程，劳动定员等方面的标准指标。 建设标准能否起到指导建设的作用，关键在于标准水平订得是否合理，标准订得过高，会脱离我国的实际情况，增加造价，浪费投资；标准订得过低，将会妨碍技
4、术进步。因此，建设标准水平应从当地的经济发展水平出发，区别不同地区、不同规模、不同等级、不同功能合理确定。 （二）合理优化设计污水处理工艺通过各工艺的比选，评价和确定拟采用的工艺是否可行，主要有两项标准：先进适用和经济合理。 (1)先进适用。这是评定工艺的最基本的标准，先进与适用是对立的统一，保证工艺的先进性是首先要满足的，它能够带来污水处理的质量和成本的优势。但是不能单独强调先进而忽视适用，还要考察工艺是否符合当地现状、是否符合相关的技术规范。一般来说，在主要工艺上应采用先进技术，而其他部分则采用适用技术。 (2)经济合理。经济合理是指所采用的工艺能以最低消耗获得最大经济效果，要求综合考虑所
5、用工艺寿命同时，成本最低。因此，设计污水处理的工艺，应运用价值工程原理进行反复的比较和优化，从多种工艺中挑选价值指数最大的工艺。（三）应立足于可持续发展和综合效益最大化的观点，规划与之配套的设施 (1)应规划雨污分离的排水管网，以便更加有效地处理污水，大大降低收集管道建设及污水处理厂建设运行成本。 (2)应规划建设与污水处理厂相配套的污泥集中处理厂，污泥中含有较多的有机物和大量的寄生虫和致病菌，容易腐败发臭，如不经有效地处理便随意外运，堆放或填埋将会对环境造成二次污染，给生态环境带来严重的隐患，降低了污水处理系统的环境效益。 （四）合理选用污泥处理与处置的工艺为了避免污泥对环境的二次污染，必须
6、对污泥进行处理和处置。目前，国内外广泛应用的污泥处理与处置方法主要有：污泥堆肥、污泥干化、污泥焚烧、污泥卫生填埋、污泥再利用制造建材等方法。 在设计污泥处理处置工艺时，应考虑不同地区的实际情况，以泥饼检测数据为依据，采用不同的污泥处理处置方法，根据污泥处理处置趋势分析，并结合当地政策，设计污泥处理处置工艺应主要考虑污泥的农用和制造建筑材料。 四城市污水处理厂的优选工艺 城市污水的主要污染物是有机物，因此目前国内外大多采用生物法工艺。也有少数采用化学法工艺的，但化学法工艺的去除率不高，出水不能满足国家规定的标准，只适用于对出水水质要求不高的地方。在生物法中，有活性污泥法和生物膜法两大类。其中，活
7、性污泥法工艺是一种应用最广泛的废水好氧生化处理技术，其主要由初沉池、曝气池、二次沉淀池、曝气系统以及污泥回流系统等组成。活性污泥法有很多种型式，使用最广泛的主要有三类： A2/O（A/A/O）法是既除氮又除磷的工艺，它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的一种，该工艺同时具有脱氮除磷的功能，是一种深度二级处理工艺。该工艺在厌氧好氧除磷工艺(AO)中加一缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。针对传统 A2/O 工艺的不足，近年来各种改良型 A2/O 工艺应运而生。其中有：A+A2/O 工艺、取消混合液回流和倒置 A2/O 工艺等。 氧化沟是活性污泥法的一种变型，在水
8、力流态上不同于传统活性污泥法，是一种首尾相接的循环流，通常采用延时曝气，在污水净化的同时污泥得到稳定。氧化沟处理污水经济、简单和管理方便，所以它问世以来，发展很快。目前应用较为广泛的氧化沟类型包括：卡鲁塞尔（Carrousel）氧化沟、奥贝尔（Orbal）氧化沟、T 型氧化沟（三沟式氧化沟）等。 SBR 是一种按间歇曝气方式来运行的活性污泥污水处理技术，又称序批式活性污泥法。与传统污水处理工艺不同，SBR 技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式，非稳定生化反应替代稳态生化反应，静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作，SBR 技术的核心是 SBR 反应池
9、，该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池，无污泥回流系统。过去自控设备不过关，这种工艺推广困难，近年来自控技术和仪表应用于污水处理已经过关，根据反应池的充满程序，确定启、停鼓风机、滗水器等一系列操作，这些均需 PLC来控制。因而,SBR 工艺得到大力推广，成为业内人士十分关注的一种工艺。 五结束语 90 年代以后，把研究的重点放在城市污水处理厂的计算机模拟和控制方面，这是一个新的研究方向。由于计算机对于城市污水处理厂的模拟或控制是以基本的优化设计理论为基础的，因此，对城市污水处理厂优化设计的理论进行研究，具有其重要地意义。 参考文献： 1范忠贤.柘汪污水处理厂选址方案研究与实证分析D;南京理工大学;2008 年 2 温汝俊.大城市污水处理工艺的经济选择因素J;重庆环境科学;2000 年 02 期 3 汤利华;城市污水处理厂的设计水质探讨J;安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2005 年 01 期
