摘要：水是人類的生命之源，然而隨著城市化人口的增長和和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市用水量也日益增加，排放的污水也嚴(yán)重污染了境內(nèi)環(huán)境和水體環(huán)境。為保護(hù)水體，造福子孫后代，建設(shè)城市污水處理廠迫在眉睫。通過對污水的水質(zhì)分析，選擇合適的處理工藝至關(guān)重要，工藝的選擇還應(yīng)考慮很多因素，只有選擇了合適的工藝才能保證污水處理廠全年高效正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　關(guān)鍵詞：城市污水處理廠，水質(zhì)分析，工藝選擇
　　
　　1、城市污水的來源與特性
　　1.1城市污水的來源
　　城市污水為城市下水道系統(tǒng)收集到的各種污水,通常由生活污水、工業(yè)廢水和城市降雨徑流三部分組成，是一種混合污水。
　　生活污水是指人們?nèi)粘Ｉ�活中排放的水。它是從住戶、公共設(shè)施和工廠的廚房、衛(wèi)生間、浴室和洗衣機(jī)等生活設(shè)施排出的水。生活污水主要由有機(jī)物（約占60%）、無機(jī)物（約占40%）組成。此外，還含有洗滌劑以及病源微生物等。生活污水性質(zhì)比較穩(wěn)定，濃度較低。
　　工業(yè)廢水是生產(chǎn)過程中排出的廢水。由于各種工廠生產(chǎn)不同的產(chǎn)品，產(chǎn)生的污水性質(zhì)也有很大差異。這類污水具有濃度高、毒性質(zhì)大的特征，在排到下水管道前需要在廠內(nèi)處理達(dá)到一定程度。
　　城市降雨徑流是降水和冰雪融化形成的。降雨徑流有兩中排出系統(tǒng)：一種是雨污分流，降雨匯入雨水管道；另一種雨污合流系統(tǒng)，雨水隨污水一同加以處理，但在雨量大時(shí)超過污水廠的處理能力，大量的雨污混合水溢流水體，將對水體造成嚴(yán)重的污染。
　　1.2城市污水的特性
　　1.2.1城市污水的主要污染物類別
　　如下所示：
　　
　　1.2.2污水的水質(zhì)指標(biāo)
　　污水所含的污染物質(zhì)千差萬別，可用分析和檢測的方法對污水中的污染物質(zhì)做出定性、定量的檢測以反映污水的水質(zhì)。國家對水質(zhì)的分析和檢測制定有許多標(biāo)準(zhǔn)，其指標(biāo)可分為物理、化學(xué)、生物三大類。
　　污水的物理性指標(biāo)包括：溫度、色度、嗅和味、固體物質(zhì)
　　化學(xué)性指標(biāo)：有機(jī)物指標(biāo)和無機(jī)物指標(biāo)。有機(jī)物指標(biāo)一般采用生物化學(xué)需氧量（BOD）、化學(xué)需氧量（COD）、總有機(jī)碳（TOC）、總需氧量（TOD）等指標(biāo)來反映水中需氧有機(jī)物的含量。無機(jī)性指標(biāo)：①植物營養(yǎng)元素污水中的N、P為植物營養(yǎng)元素②pH值主要是指示水樣的酸堿性。③重金屬重金屬主要是指汞、鎘、鉛、鉻、鎳，以及類金屬砷等生物毒性顯著的元素，也包括具有一定毒害性的一般重金屬，如鋅、銅、鈷、錫等。
　　生物性指標(biāo)：（1）細(xì)菌總數(shù)（2）大腸菌群
　　2、城市污水處理廠工藝選擇的原則
　　根據(jù)設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和出廠水質(zhì)要求，所選污水處理工藝力求技術(shù)先進(jìn)成熟、處理效果好、運(yùn)行穩(wěn)妥可靠、便于管理及維護(hù)，城市污水處理廠的工藝選擇一般應(yīng)遵循以下原則：
　　(1）運(yùn)行管理簡單。
　　污水處理是我國的新興行業(yè)，專業(yè)技術(shù)人員匱乏，所以所選擇的工藝在保證污水處理達(dá)標(biāo)大前提下，要便于運(yùn)行管理，采用可靠的自動(dòng)化技術(shù)，保證污水處理廠全年正常穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　（2）能耗節(jié)省、運(yùn)行費(fèi)用低
　　污水處理廠作為一個(gè)環(huán)保行業(yè)，資金回收率小。所選擇的工藝應(yīng)力求節(jié)省投資。在運(yùn)行管理中，便于節(jié)能減耗，給當(dāng)?shù)卣�府及企業(yè)減少經(jīng)濟(jì)壓力。否則，過高的能耗將致使企業(yè)虧損，而最終無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
　　（3）技術(shù)合理
　　城市污水處理廠是屬于城市基礎(chǔ)設(shè)施工程，它具有投資大，收益小的特點(diǎn)。且是一個(gè)長期運(yùn)轉(zhuǎn)的企業(yè)，所以所選擇的工藝必須成熟可靠，百分百能確保能達(dá)到行業(yè)所要求的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)。當(dāng)然在注重工藝技術(shù)成熟可靠的同時(shí)，也應(yīng)該選擇技術(shù)更為先進(jìn)的工藝。
　　3、污水處理工藝選擇的依據(jù)
　　污水處理工藝的選擇應(yīng)根據(jù)進(jìn)出水水質(zhì)、處理程度要求、用地面積和工程規(guī)模等因素綜合考慮，在保證出水水質(zhì)的大前提下，應(yīng)選擇處理效果穩(wěn)定、技術(shù)成熟的工藝，盡可能保證以最少的投資取得最大的效益。
　　城市污水處理廠的工藝主要包括污水的物理化學(xué)處理工藝和污水的生物處理工藝。物理化學(xué)處理工藝一般用于污水的深度處理，處理的目的是污水回用，也可用于二級處理，但處理成本很高，一般很少采用。生物處理工藝始于世紀(jì)末，由于其運(yùn)行費(fèi)用低，越來越得到廣泛的應(yīng)用，目前已經(jīng)成為污水生物處理的主要方法。污水BOD5/CODcr值是判定污水可生化性的最簡便易行和最常用的方法。一般認(rèn)為BOD5/CODcr＞0.45可生化性較好，BOD5/CODcr＞0.3可生化，BOD5/CODcr＜0.3較難生化，BOD5/CODcr＜0.25不易生化。
　　目前城市生活污水處理多以二級生物法處理為主，二級生物法處理主要去除污水中呈膠體和溶解狀態(tài)的有機(jī)污染物質(zhì)，去除率可達(dá)90%以上。生物處理的方法很多，其中活性污泥法的應(yīng)用較廣，其作用機(jī)理是利用污水中所含的有機(jī)物作底物，通過污泥中的微生物對有機(jī)物的吸附降解達(dá)到處理污染的效果。
　　4、活性污泥生物處理工藝分析比較
　　4．1普通曝氣法
　　普通曝氣法以普通曝氣池為主體處理構(gòu)筑物對污水進(jìn)行生化處理的方法。普通曝氣法的推廣應(yīng)用在國內(nèi)外有很長歷史，由于其工藝簡單，推廣年限長，具有成熟的設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，在一般大中型污水廠中仍被廣泛采用。
　　4．2氧化溝法
　　4．2．1氧化溝工藝的技術(shù)特點(diǎn)
　　（1）工藝流程簡單，構(gòu)筑物少，運(yùn)行管理方便。首先氧化溝不要求設(shè)置初次沉淀池。其次簡化了剩余污泥餓后處理工藝，由于該處理工藝水力停留時(shí)間比較長，排出的剩余污泥已得到高度穩(wěn)定化，因此只需濃縮脫水處理即可，省去了厭氧硝化處理。
　　（2）曝氣設(shè)備和構(gòu)造形式的多樣化、運(yùn)行靈活。氧化溝可以呈圓形、橢圓形或馬蹄形等；可以是單溝或多溝系統(tǒng)；多溝系統(tǒng)可以是一組同心的互相連通的溝渠，也可以是互相平行、尺寸相同的一組溝渠。多種多樣的構(gòu)造形式賦予了氧化溝靈活的運(yùn)行方式，使它能結(jié)合其他的工藝單元，滿足不同的出水水質(zhì)要求。
　　（3）處理效果穩(wěn)定、出水水質(zhì)好，并可實(shí)現(xiàn)脫氮。試驗(yàn)研究和生產(chǎn)時(shí)間證明，氧化溝在去除BOD和TSS方面均取得了比傳統(tǒng)活性污泥法更好的出水水質(zhì)，運(yùn)行更加穩(wěn)定可靠。
　　（4）投資省、運(yùn)行費(fèi)用低。
　　（5）污泥產(chǎn)量少，污泥性能穩(wěn)定。
　　（6）能承受水量、水質(zhì)沖擊負(fù)荷，對高濃度工業(yè)污水有很大的稀釋能力。
　　4．2．2氧化溝的類型
　　到目前為止已發(fā)展成為多種形式，主要有：Passveer單溝型、Orbal同心圓型、Carrousel循環(huán)折流型、D型雙溝式、T型三溝式及一體化氧化溝等。
　　D型及T型氧化溝曝氣設(shè)備利用率低、池容積利用率低。Orbal氧化溝可通過對三個(gè)渠道里的溶解氧濃度進(jìn)行控制，使其在不同的工況下運(yùn)行，以達(dá)到除磷脫氮的要求，但其曝氣采用轉(zhuǎn)碟，對外溝要求的低溶解氧很難控制，使除磷脫氮效果不理想；另外，由于中央島的存在，使整個(gè)曝氣池的有效面積利用率降低。
　　Carrousel氧化溝同時(shí)具有推流式和完全混合式的特點(diǎn)，有極強(qiáng)的混合攪拌能力與耐沖擊負(fù)荷能力；較高的脫氮除磷效率；Carrousel氧化溝前一般不設(shè)初沉池，處理流程簡單，投資費(fèi)用較少。Carrousel氧化溝采用表曝，與傳統(tǒng)的鼓風(fēng)曝氣相比，氧化溝的曝氣系統(tǒng)大為簡化，因而具有運(yùn)行管理簡單、日常維護(hù)方便、對自控依賴性低，污泥沉降性能好的特點(diǎn)。氧化溝工藝的不足之處是占地稍大。
　　4.3SBR法
　　SBR法屬于序批式活性污泥法。該工藝將傳統(tǒng)的曝氣池、沉淀池由空間上的分布改為時(shí)間上的分布，形成一體化的集約構(gòu)筑物，并利于實(shí)現(xiàn)緊湊的模塊布置，最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省占地。另外，可以減少污泥回流量，有節(jié)能效果。典型的SBR工藝沉淀時(shí)停止進(jìn)水，靜止沉淀可以獲得較高的沉淀效率和較好的水質(zhì)。
　　但SBR水頭損失較大，SBR工藝對自動(dòng)化控制要求很高，需要有豐富的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)，并需要大量的電控閥門和機(jī)械撇水器，稍有故障將不能運(yùn)行，一般必須引進(jìn)全套進(jìn)口設(shè)備。由于一池有多種功能，相關(guān)設(shè)備不得已而閑置，曝氣頭的數(shù)量和鼓風(fēng)機(jī)的能力必須稍大。池子總體容積也不減小。另外，由于撇水深度通常有1.2—2米，出水的水位必須按最低撇水水位設(shè)計(jì)，故總的水力高程較一般工藝要高1米左右，能耗將有所提高。SBR工藝一般適用于中小規(guī)模、土地緊張、具有引進(jìn)設(shè)備條件的場合。
　　4.4AB法
　　AB法工藝在工藝流程上分A、B兩級處理系統(tǒng)，A、B兩級嚴(yán)格分開、污泥系統(tǒng)各級獨(dú)立循環(huán)，兩級串聯(lián)運(yùn)行。A級為高負(fù)荷的生物吸附級，活性污泥將污水中的有機(jī)物吸附降解，沉淀，以剩余污泥的形式排出系統(tǒng)。B級以低負(fù)荷運(yùn)行，氧化并硝化經(jīng)A級處理后殘留于污水中的有機(jī)物，達(dá)到較高的污水處理效率。
　　AB法工藝的特點(diǎn)：（1）不需要設(shè)初沉池（2）具有一定的除磷脫氮功能（3）適合部分工業(yè)污水的處理（4）適用于部分難降解有機(jī)污水的處理（5）基建投資少、運(yùn)行費(fèi)用低、能源消耗省（6）可分期建設(shè)和運(yùn)行靈活。
　　但是，AB法同新工藝比較其特點(diǎn)和優(yōu)勢有一定的局限性。（1）對有機(jī)物的去除主要是靠污泥的吸附作用，生化作用不明顯，當(dāng)負(fù)荷沖擊較大時(shí)，對后續(xù)的好氧處理會(huì)產(chǎn)生較大的影響。（2）在AB工藝中，A段由于采用高負(fù)荷，運(yùn)行狀態(tài)處于兼氧或厭氧方式，因此也會(huì)發(fā)生一定程度的水解酸化作用，污水的可生化性有一定程度的提高。但由于A段中的生物量較少，其種類是以好氧微生物為主，因此，作用是有限的。（3）AB工藝中的A段采用高負(fù)荷設(shè)計(jì)形式，因此污泥量產(chǎn)量大。同時(shí)由于產(chǎn)生的污泥主要通過吸附而獲得，因此污泥極不穩(wěn)定，必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆�(wěn)定化處理。目前有僅采用A段的做法，效果要好于一級處理，作為一種過渡型工藝，在性能價(jià)格比上有較好的優(yōu)勢。一般適用于排江、排海場合。
　　5、結(jié)論
　　目前我國大部分城市已建立了污水處理廠，合理的工藝對改善當(dāng)?shù)氐乃�體都起了很大的積極作用。任何一種工藝都有利有弊，究竟應(yīng)該選擇何種工藝應(yīng)當(dāng)結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況。從長遠(yuǎn)利益出發(fā)，以求達(dá)到良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
　　參考資料：《污水生物處理工藝技術(shù)》韓魁聲、齊杰、白春學(xué)、陳榮光編著。
　　《城市污水處理廠運(yùn)行管理》李亞峰、晉文學(xué)主編。
　　《城市污水處理廠實(shí)習(xí)培訓(xùn)教程》蔣文舉、侯峰、宋寶增主編。
　　《城市污水處理技術(shù)及工程實(shí)例》陳俊杰等編。
　　《污水處理組合工藝與工程實(shí)例》金兆豐、余志榮主編。
　　《污水好氧處理新工藝》呂炳南、董春娟主編。