杭世珺

　　城市污水處理工程設計是一個綜合性極強的系統(tǒng)工程，涉及的學科多，相關部門多，其中任何一個環(huán)節(jié)不合理都會給工程設計帶來影響和造成不同程度的損失。

　　基本條件
　　——處理規(guī)模：處理規(guī)模的確定主要與下列因素有關：
　　城市人口 包括常住人口和流動人口。通常是根據(jù)城市總體規(guī)劃近、遠期及遠景人口預測來確定的。當城市總體規(guī)劃編制年限較早，尚未修編或修編中，需對現(xiàn)狀人口核實并進行合理的分析和預測。同時，確定人口時，要特別注意旅游城市在旅游旺季出現(xiàn)人口峰值的特點及對城市水量變化系統(tǒng)的影響。
　　城市性質(zhì)及經(jīng)濟水平 城市所在地域、自然條件、經(jīng)濟發(fā)達程度、人民生活習慣及住房條件不同，城市居民用水量標準不同，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、擴建新區(qū)、新建開發(fā)區(qū)及經(jīng)濟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，當采用分流制時，設計污水量全部為城市污水(包括生活污水和工業(yè)廢水等)，當采用截流式合流制和分流制組合系統(tǒng)時，必須考慮截流式合流系統(tǒng)中排入的雨水量，該雨水量與設計截流倍數(shù)有關，應進行科學分析后合理確定。
　　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目建設標準”，工業(yè)廢水經(jīng)工廠內(nèi)自行處理，達到“污水排入城市下水道水質(zhì)標準”(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，必須對其廢水量進行充分調(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)完善程度對城市污水處理廠設計規(guī)模確定十分重要。管網(wǎng)的作用主要是承擔城市污水的收集和輸送。
　　目前我國各城市管網(wǎng)建設程度不同，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。當設計流域范圍內(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際污水量，換句話說，當需要保證該處理廠具有一定處理能力時，必須有相應規(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、遠期及遠景處理規(guī)模的重要因素。應與城市總體規(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)對規(guī)劃年限條文的說明，設城市一般為20年，建制鎮(zhèn)一般為15～20年。規(guī)劃年限分期，原則上應與城市總體規(guī)劃和排水專項規(guī)劃相一致。一般近期按3～5年，遠期按8～10年考慮。
　　綜上所述，將各相關因素進行全面的有機的綜合分析后，便可合理的確定處理規(guī)模。
　　——污水處理廠進水水質(zhì)
　　污水處理廠進水水質(zhì)主要與下列因素有關：
　　城市性質(zhì)及經(jīng)濟水平 如處理規(guī)模部分中所述，由于城市所在地域及經(jīng)濟發(fā)展程度不同，污水的水質(zhì)亦不相同。例如沿海發(fā)達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)過廠內(nèi)處理后達到“污水排入城市下水道水質(zhì)標準”后才可納入城市管網(wǎng)，最終進入污水處理廠。但由于目前我國對點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計進水水質(zhì)時，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)生填理場內(nèi)滲濾液的納入等因素。因此在確定污水處理廠進廠水水質(zhì)，應對上述水量及水質(zhì)進行綜合平衡計算。
　　排水體制 當排水體制采用全部或部分截流合流制時，應注意由于截流倍數(shù)、截流水量而造成的污水濃度的變化給進水水確定帶的影響。
　　——處理廠出水水質(zhì)
　　處理廠出水水質(zhì)應根據(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)符合國家或地方有關標準。當排入封閉或半封閉水體(包括湖泊、水庫、江河入海口)時，為防止富營養(yǎng)化發(fā)生，應注意控制出水中TN和TP的濃度。
　　我國北方地區(qū)一些河流常年沒有補給水源，基本屬排污河，排入該河流的污水處理廠處理水應執(zhí)行的標準需與環(huán)保部門研究商定。
　　由于目前水資源嚴重不足，各城市都在積極推廣污水回用，如果二級處理后出水作為回用水輸送至用戶時，應根據(jù)用戶對水質(zhì)要求及國家或地方的相關標準等制定污水處理廠出水水質(zhì)。
　　——污水、污泥資源化
　　選擇技術工藝方案時應同時考慮污染和污泥綜合利用。污水作為水資源已逐步被排水領域業(yè)內(nèi)人士所接受，污水回用勢在必行。新建城市污水處理廠時，應將污水凈化和污水回用一并考慮，根據(jù)回用水用戶對水量和水質(zhì)的需求，按照國家和地方回用水水質(zhì)標準，進行包括回用水處理工藝在內(nèi)的全流程工藝設計。
　　同時，隨著污水處理設施的完善污泥產(chǎn)量呈增加的趨勢，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。在達到穩(wěn)定化無害化標準的前提下，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作用。為此污泥利用也要進行用戶需求和市場調(diào)查。
　　規(guī)模與工藝選擇
　　——選擇主要原則首先應采用能夠保證處理要求和處理效果的技術合理、成熟可靠的處理工藝。同時可結(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和新工藝，對在國內(nèi)首次選用的新工藝、新技術、必須經(jīng)過中試或生產(chǎn)性實驗，提供可靠的設計參數(shù)后方可采用。
　　工程造價低，省能耗，省運行費及占地少。
　　運行管理簡單，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，污水處理可分期、分級實施。
　　——不同規(guī)模污水處理廠工藝選擇
　　筆者將建設規(guī)模的劃分定位于≥20萬m³/d，10～20萬m³/d和5～10萬m³/d三個類別。
　　國內(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?br> 　　(1)傳活性污泥法及其改進型
　　(2)氧化溝法及其改進型
　　(3)SBR法及其改進型
　　(4)AB法及其改進型
　　(5)其它類型，如UNITANK，水解酸化—好氧法等。
　　各種處理工藝技術都有著各自的適用條件和特點，大規(guī)模污水處理廠宜選用傳統(tǒng)活性污泥法及其改進型。其原因：
　　去除有機物或N、P效率高；
　　工藝流程中設有初沉池；
　　厭氧、缺氧、好氧功能分區(qū)明確；
　　處理規(guī)模超過一定量后，基建費可降低。
　　因此，傳統(tǒng)活性污泥法及改進型出水水質(zhì)穩(wěn)定，處理全流能耗小，運行費用較低，并且規(guī)模越大，優(yōu)勢越明顯。
　　中小規(guī)模污水處理廠，特別當規(guī)?！?0萬m3/d時，宜選用氧化溝法及其改進型和SBR法及其改進型。其原因：
　　去除有機物及N、P效率高；抗沖擊負荷能力強；不設初沉池或不設初沉池及二沉池，設施簡單，省基建費，方便管理；
　　基建費低，且規(guī)模越小，優(yōu)勢越明顯；處理設備基本可實現(xiàn)國產(chǎn)化，設備費大幅降低。
　　由于中小城市水量、水質(zhì)負荷變化大，經(jīng)濟水平有限，技術力量相對薄弱，管理水平相對較低等特點，采用SBR和氧化溝及其改進型是適宜的。
　　在10～20萬m3/d類別范圍內(nèi)除常用處理工藝外，筆者推薦兩種目前還未廣泛應用的處理工藝。其一為氧化溝型的微型曝氣生物法，該工藝將氧化溝表曝型改為底曝型，即氧化溝內(nèi)設置水下攪拌機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，又克服了氧化溝因采用表面曝氣機而占地面積大、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，又可適應實際運行中水質(zhì)的變化而改變各池運行工況，形成厭、缺、好多種排列組合方式運行，操作靈活，適應性強。該工藝曝氣氣泡屬于小氣溝，與微氣泡相比，氧的利用率低，但其設置水深可達十二米，提高了氧的分壓，從而提高了氧的利用率。設計選用時，上述兩種工藝可根據(jù)不同地區(qū)情況，經(jīng)技術經(jīng)濟比選后確定。
　　該工藝已在廈門海倉投資區(qū)嵩嶼污水處理廠使用并投產(chǎn)運行。