论文部分内容阅读
【摘 要】 城市污水处理是现代化城市建设的重要内容，也是提高水资源利用率，实现自然资源健康、可持续发展的有效手段。本文主要阐述了城市污水处理的现状、作用，以及改造工艺。
【关键词】 城市;污水处理厂;改造工艺
1、我国城市污水处理现状
随着我国城市现代化的建设，使得我国越来越重视城市的环境问题。而城市水环境更是城市生态环境中的重要部分。因而，在“十二五”期间，为改善城市水环境状况，国务院对城市水污染处理厂的建设极为重视。要求各城市必须都建有污水处理厂，加强污水处理工作，提高污水处理的效率。据最新调查，截止2013年3月底，我国各城镇所建立的污水处理厂总数为3451座，污水处理能力大约为每日1.45亿立方米。目前已设有污水处理厂的城市高达649个，城市里的污水处理厂有1981座，其污水处理能力为每日1.19亿立方米;已设有污水处理厂的县城有1313个，县城里的污水处理厂共有1470座，其污水处理能力为每日2518万立方米。
近年来，我国的污水处理厂几乎遍布全国，污水处理能力也逐年增高，但仍存在着许多问题。虽然大多城市污水处理厂都有健全的工艺设施，但是其在运行上过于简单化，只是简单的处理污泥甚至于不处理，便将其随意搁放，以此来节约污水处理厂的运行费用，提高污水处理效率。这种现象的普遍存在，导致我国部分城市出现污泥围城的状况。污水处理厂的能源消耗率很高，受能源危机导致能源价格增长的影响，污水处理厂的运行费用过高，其利润无法填补成本。
2、城市污水处理厂的作用
城市污水处理厂将城市污水进行收集，经过一系列的处理措施，达到排放标准，将其进行回收再利用，既减少净水的利用率，又降低污水排放对水体的污染，对保护水资源和土壤资源和空气污染起到非常重要的保护作用，主要表现为：第一，城市污水处理有利于保护地下水资源不受破坏，污水收集处理后，达到排放标准，污水不再渗入地下水体内，保护了地下水的安全;第二，污水得到治理，不会排放到下游，从而减少了污水对下游土壤及植被的污染，对保护耕地，保护植被起到重要作用;第三，污水处理后，其中的污染物得到收集，有效地降低了其中污染气体的排放，对减轻空气污染起到一定的作用。然而，城市污水处理厂对环境同样产生不利影响，需要认真对待，采取措施，降低其影响范围。
3、城市污水处理厂升级改造工艺
城市污水的处理的工艺流程较为复杂，是一项涉及物理、化学、生物等学科的综合性技术。现阶段，在对处理效果、运营成本、投资、水质量等因素综合考虑的前提下，我国采用了物理法与生化法污水处理方式，即一级处理和二级处理。物理处理法具有较快的工艺过程，除渣机、沉淀池、沉砂池、水泵、筛网、格栅等均为该方法所使用设备。城市污水中所包含的泥沙和悬浮物SS利用一级物理处理方法进行分离、处理、和回收。城市污水中的有机污染物质多呈现胶体状亦或溶解，对此，为了能够有效降解代谢有机物功能，就需要利用生化法。传统的活性污泥法来对城市污水进行治理具有滞后性大、变化过于缓慢等特点，因此控制生物处理过程时，采用传统的控制方法难于提升效果。通过物理处理和生化处理，能够将污水中百分之九十以上的BOD以及SS去除。城市污水处理工艺流程如（图1）所示：
图1 城市污水处理工艺流程
3.1調整工艺。将传统的活性污泥工艺改造为改良型CASS工艺，Bardenpenpho工艺、SBR及其变种工艺、改良AA/O工艺、倒置AA/O工艺等，通过增加厌氧——缺氧处理过程，延长厌氧时间，调整厌氧——缺氧——好氧的体积比、增设污泥回流系统和混合液回流系统，使得缺氧——厌氧——好氧各段交替进行，增加同步脱氮除磷的时间，提高除磷脱氮的效率。目前，在我国，AA/O及其变种工艺在脱氮除磷工艺中占据了百分之五十以上的市场，是城镇污水处理工艺中最为常见的、成熟的工艺之一。在实际工程中，必须根据不同的需要选择不同的工艺，明确脱氮与除磷的主次目标。如果出水强调提高氨氮的去除效果，倒置的AA/O工艺是比较适用的工艺;假如尾水水质对磷的要求高于氮，则需进一步提高磷的去除效果，可以采用多个点位进水的倒置AA/O工艺，适当延长厌氧段和曝气段的时间，或者可以通过增加排泥量，减少回流污泥对除磷的影响;另外，需要强调补充的是，需要严格控制二沉池的水力停留时间，防止二沉池混合液中溶解氧浓度降低而使得污泥释磷，导致出水磷浓度不达标。
例如，江苏无锡市芦村污水处理厂服务区约有六十九万居民，尾水汇入京杭运河，污水处理厂日处理总量为20万立方米，原采用AA/O工艺，冬季低温期是污水净化厂生物处理单元运行的瓶颈，由于温度过低，微生物活动减缓，出水难以稳定达标！通过对原有初沉池的排泥系统进行改造，夏季则按倒置AA/O工艺运行，在冬季低温期时增加了回流污泥反硝化段，改良为A-AA/O工艺，改造后工艺操作简便，出水效果明显得到改善。
3.2悬浮填料投加工艺。悬浮物添加工艺是将密度接近于水的悬浮填料投加在生物反应器内作为微生物载体，在状态良好的前提下生物膜会在填料的逐渐形成，而生物膜的形成就为污水的处理效果提供了更好的保障，在活性污泥和生物膜的共同作用下脱氮除磷的效果会更加明显，生物膜处理污水原理填料在反应器内混合液回旋翻转的作用下自由移动：悬浮调料在好氧池中是通过好氧池中的曝气使其充分混合移动;而在厌氧池反应器中则需要借助机械搅拌来达到这一效果。
悬浮填料添加工艺是将活性污泥法和生物膜法结合在一起，应用前景非常广阔，悬浮填料孔隙率大，密度接近于水，直接投加至反应器内，当生物膜形成后，在正常曝气条件下实现填料的充分分流，使反应器中同时存在附着的微生物和悬浮微生物，从而达到两者充分互补的优势，国内外应用悬浮填料反应器去除有机物、氮磷等都取得了很好的效果。
3.3深度处理工艺。为避免收纳污水处理厂排放污水的水体受排放水体影响产生变化，确保水资源可得到充分、持续性的利用，就需要污水处理厂在外排污水前进行系统的深度处理。通过对相关生化技术的应用，在确保拟排放水体达到排放标准后，再进行外排。例如，河北邯郸市西污水处理厂日处理能力二十万立方米，在原有的氧化沟工艺中进行局部调整改造之外，提出了二沉池后增加Biogradex技术，对SS进一步截留去除，保证达标出水。 3.4、污水处理厂的节能减排工艺
3.4.1污水提升过程中的节能。污水提升过程中最为消耗能源的设备便是污水提升泵，其具有很大的节能空间。因而，为减少污水处理厂提升泵房的电能消耗需对其进行节能设计。同时，在污水提升过程中，可引进先进的设备，加强管理，以求实现节能的目的。可采用变频调速技术，优化配置泵站设备，保障水泵运行的质量;选择型号相同的水泵機组，以便于进行维修;可对水泵进行合理的更换，适时地启动水泵，将污水处理工作放在晚上进行。
3.4.2污泥处理过程中的节能。在污泥处理过程中，减少污泥脱水系统的能源消耗，需要投入适当的高效絮凝剂，严格按照操作章程进行科学的运行。在对设备的选择上，要优选效率高但能耗低的设备，减少设备的磨损率，降低运行费用，从而节约污泥处理系统过程中的能源消耗;充分利用厌氧沼气，通过沼气的燃烧来用于加温、取暖等方面，还可以利用沼气发电来降低电能的消耗。
3.4.3优化设计并注重设备的选型。在设计阶段就要充分地考虑进水水质与水量的波动性，并多参照成功的污水处理厂的运行数据，合理选择提升机驱动设备，优化设计，把降低能耗的理念贯彻到整个污水处理设计中。
3.4.4优化处理工艺。目前，所有的污水处理工艺中存在许多问题，能耗的浪费情况较严重，应该利用现代的科技，对污水处理工艺进行优化，例如用计算机建立数学模型，通过输入必要的数据计算出所用设备的最佳气量、污泥的运行状态或安装距离等，这样就更能准确地选择处理设备，达到降低能耗的目的。
4、结束语
总之，水资源的危机越来源严重，污水的处理事业也越来越受到人们的重视。目前，我国污水处理事业仍然处在一个比较落后的状态。与当前污水处理行业发达的国家相比，我国污水处理行业存在很大的差距，处理工艺不够合理，管理不够完善，导致污水处理率在全国各地普遍偏低。所以，为了使我国污水处理事业越来越正规化、合理化，污水处理厂必将走上一条工艺升级改造的道路。
参考文献：
[1]邹胜梅.污水处理厂升级改造技术方法探讨[J].黑龙江科技信息，2014，02：47-48.
[2]杜斌.城市污水处理厂对环境的影响及处理措施[J].能源与节能，2014，04：120-121+173.
[3]杨阿楠，任荣.浅谈城市污水处理厂的节能降耗[J].环境保护与循环经济，2014，01：46-48.
【关键词】 城市;污水处理厂;改造工艺
1、我国城市污水处理现状
随着我国城市现代化的建设，使得我国越来越重视城市的环境问题。而城市水环境更是城市生态环境中的重要部分。因而，在“十二五”期间，为改善城市水环境状况，国务院对城市水污染处理厂的建设极为重视。要求各城市必须都建有污水处理厂，加强污水处理工作，提高污水处理的效率。据最新调查，截止2013年3月底，我国各城镇所建立的污水处理厂总数为3451座，污水处理能力大约为每日1.45亿立方米。目前已设有污水处理厂的城市高达649个，城市里的污水处理厂有1981座，其污水处理能力为每日1.19亿立方米;已设有污水处理厂的县城有1313个，县城里的污水处理厂共有1470座，其污水处理能力为每日2518万立方米。
近年来，我国的污水处理厂几乎遍布全国，污水处理能力也逐年增高，但仍存在着许多问题。虽然大多城市污水处理厂都有健全的工艺设施，但是其在运行上过于简单化，只是简单的处理污泥甚至于不处理，便将其随意搁放，以此来节约污水处理厂的运行费用，提高污水处理效率。这种现象的普遍存在，导致我国部分城市出现污泥围城的状况。污水处理厂的能源消耗率很高，受能源危机导致能源价格增长的影响，污水处理厂的运行费用过高，其利润无法填补成本。
2、城市污水处理厂的作用
城市污水处理厂将城市污水进行收集，经过一系列的处理措施，达到排放标准，将其进行回收再利用，既减少净水的利用率，又降低污水排放对水体的污染，对保护水资源和土壤资源和空气污染起到非常重要的保护作用，主要表现为：第一，城市污水处理有利于保护地下水资源不受破坏，污水收集处理后，达到排放标准，污水不再渗入地下水体内，保护了地下水的安全;第二，污水得到治理，不会排放到下游，从而减少了污水对下游土壤及植被的污染，对保护耕地，保护植被起到重要作用;第三，污水处理后，其中的污染物得到收集，有效地降低了其中污染气体的排放，对减轻空气污染起到一定的作用。然而，城市污水处理厂对环境同样产生不利影响，需要认真对待，采取措施，降低其影响范围。
3、城市污水处理厂升级改造工艺
城市污水的处理的工艺流程较为复杂，是一项涉及物理、化学、生物等学科的综合性技术。现阶段，在对处理效果、运营成本、投资、水质量等因素综合考虑的前提下，我国采用了物理法与生化法污水处理方式，即一级处理和二级处理。物理处理法具有较快的工艺过程，除渣机、沉淀池、沉砂池、水泵、筛网、格栅等均为该方法所使用设备。城市污水中所包含的泥沙和悬浮物SS利用一级物理处理方法进行分离、处理、和回收。城市污水中的有机污染物质多呈现胶体状亦或溶解，对此，为了能够有效降解代谢有机物功能，就需要利用生化法。传统的活性污泥法来对城市污水进行治理具有滞后性大、变化过于缓慢等特点，因此控制生物处理过程时，采用传统的控制方法难于提升效果。通过物理处理和生化处理，能够将污水中百分之九十以上的BOD以及SS去除。城市污水处理工艺流程如（图1）所示：
图1 城市污水处理工艺流程
3.1調整工艺。将传统的活性污泥工艺改造为改良型CASS工艺，Bardenpenpho工艺、SBR及其变种工艺、改良AA/O工艺、倒置AA/O工艺等，通过增加厌氧——缺氧处理过程，延长厌氧时间，调整厌氧——缺氧——好氧的体积比、增设污泥回流系统和混合液回流系统，使得缺氧——厌氧——好氧各段交替进行，增加同步脱氮除磷的时间，提高除磷脱氮的效率。目前，在我国，AA/O及其变种工艺在脱氮除磷工艺中占据了百分之五十以上的市场，是城镇污水处理工艺中最为常见的、成熟的工艺之一。在实际工程中，必须根据不同的需要选择不同的工艺，明确脱氮与除磷的主次目标。如果出水强调提高氨氮的去除效果，倒置的AA/O工艺是比较适用的工艺;假如尾水水质对磷的要求高于氮，则需进一步提高磷的去除效果，可以采用多个点位进水的倒置AA/O工艺，适当延长厌氧段和曝气段的时间，或者可以通过增加排泥量，减少回流污泥对除磷的影响;另外，需要强调补充的是，需要严格控制二沉池的水力停留时间，防止二沉池混合液中溶解氧浓度降低而使得污泥释磷，导致出水磷浓度不达标。
例如，江苏无锡市芦村污水处理厂服务区约有六十九万居民，尾水汇入京杭运河，污水处理厂日处理总量为20万立方米，原采用AA/O工艺，冬季低温期是污水净化厂生物处理单元运行的瓶颈，由于温度过低，微生物活动减缓，出水难以稳定达标！通过对原有初沉池的排泥系统进行改造，夏季则按倒置AA/O工艺运行，在冬季低温期时增加了回流污泥反硝化段，改良为A-AA/O工艺，改造后工艺操作简便，出水效果明显得到改善。
3.2悬浮填料投加工艺。悬浮物添加工艺是将密度接近于水的悬浮填料投加在生物反应器内作为微生物载体，在状态良好的前提下生物膜会在填料的逐渐形成，而生物膜的形成就为污水的处理效果提供了更好的保障，在活性污泥和生物膜的共同作用下脱氮除磷的效果会更加明显，生物膜处理污水原理填料在反应器内混合液回旋翻转的作用下自由移动：悬浮调料在好氧池中是通过好氧池中的曝气使其充分混合移动;而在厌氧池反应器中则需要借助机械搅拌来达到这一效果。
悬浮填料添加工艺是将活性污泥法和生物膜法结合在一起，应用前景非常广阔，悬浮填料孔隙率大，密度接近于水，直接投加至反应器内，当生物膜形成后，在正常曝气条件下实现填料的充分分流，使反应器中同时存在附着的微生物和悬浮微生物，从而达到两者充分互补的优势，国内外应用悬浮填料反应器去除有机物、氮磷等都取得了很好的效果。
3.3深度处理工艺。为避免收纳污水处理厂排放污水的水体受排放水体影响产生变化，确保水资源可得到充分、持续性的利用，就需要污水处理厂在外排污水前进行系统的深度处理。通过对相关生化技术的应用，在确保拟排放水体达到排放标准后，再进行外排。例如，河北邯郸市西污水处理厂日处理能力二十万立方米，在原有的氧化沟工艺中进行局部调整改造之外，提出了二沉池后增加Biogradex技术，对SS进一步截留去除，保证达标出水。 3.4、污水处理厂的节能减排工艺
3.4.1污水提升过程中的节能。污水提升过程中最为消耗能源的设备便是污水提升泵，其具有很大的节能空间。因而，为减少污水处理厂提升泵房的电能消耗需对其进行节能设计。同时，在污水提升过程中，可引进先进的设备，加强管理，以求实现节能的目的。可采用变频调速技术，优化配置泵站设备，保障水泵运行的质量;选择型号相同的水泵機组，以便于进行维修;可对水泵进行合理的更换，适时地启动水泵，将污水处理工作放在晚上进行。
3.4.2污泥处理过程中的节能。在污泥处理过程中，减少污泥脱水系统的能源消耗，需要投入适当的高效絮凝剂，严格按照操作章程进行科学的运行。在对设备的选择上，要优选效率高但能耗低的设备，减少设备的磨损率，降低运行费用，从而节约污泥处理系统过程中的能源消耗;充分利用厌氧沼气，通过沼气的燃烧来用于加温、取暖等方面，还可以利用沼气发电来降低电能的消耗。
3.4.3优化设计并注重设备的选型。在设计阶段就要充分地考虑进水水质与水量的波动性，并多参照成功的污水处理厂的运行数据，合理选择提升机驱动设备，优化设计，把降低能耗的理念贯彻到整个污水处理设计中。
3.4.4优化处理工艺。目前，所有的污水处理工艺中存在许多问题，能耗的浪费情况较严重，应该利用现代的科技，对污水处理工艺进行优化，例如用计算机建立数学模型，通过输入必要的数据计算出所用设备的最佳气量、污泥的运行状态或安装距离等，这样就更能准确地选择处理设备，达到降低能耗的目的。
4、结束语
总之，水资源的危机越来源严重，污水的处理事业也越来越受到人们的重视。目前，我国污水处理事业仍然处在一个比较落后的状态。与当前污水处理行业发达的国家相比，我国污水处理行业存在很大的差距，处理工艺不够合理，管理不够完善，导致污水处理率在全国各地普遍偏低。所以，为了使我国污水处理事业越来越正规化、合理化，污水处理厂必将走上一条工艺升级改造的道路。
参考文献：
[1]邹胜梅.污水处理厂升级改造技术方法探讨[J].黑龙江科技信息，2014，02：47-48.
[2]杜斌.城市污水处理厂对环境的影响及处理措施[J].能源与节能，2014，04：120-121+173.
[3]杨阿楠，任荣.浅谈城市污水处理厂的节能降耗[J].环境保护与循环经济，2014，01：46-48.