城市污水處理技術(shù)方案及運行管理城市污水處理是保障水環(huán)境質(zhì)量、推進生態(tài)文明建設(shè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。隨著城鎮(zhèn)化進程加快與水環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)提升，污水處理面臨水質(zhì)要求趨嚴(yán)、處理規(guī)模擴大、運行成本控制等多重挑戰(zhàn)?？茖W(xué)的技術(shù)方案與精細化的運行管理，是實現(xiàn)污水處理廠高效、穩(wěn)定、低碳運行的核心支撐。結(jié)合行業(yè)實踐經(jīng)驗，本文從技術(shù)路徑選擇到運行管理優(yōu)化展開分析，為城市污水處理系統(tǒng)的提質(zhì)增效提供參考。一、城市污水處理技術(shù)方案體系（一）物理處理單元：污染物的初步分離物理處理是污水處理的前端環(huán)節(jié)，通過重力、篩濾、離心等作用去除懸浮物與大顆粒雜質(zhì)。格柵與沉砂池是典型設(shè)施：機械格柵借助柵條攔截漂浮物，合流制管網(wǎng)系統(tǒng)需強化格柵攔截以減少后續(xù)負荷；旋流沉砂池通過離心力分離砂粒，相比平流沉砂池，砂粒截留效率提升約20%，且能耗更低。沉淀池（初沉池、二沉池）利用重力沉降分離懸浮固體，初沉池可去除30%~50%的懸浮物（SS）與部分有機物，為后續(xù)生物處理減負。（二）生物處理工藝：污染物的生物降解生物處理是核心環(huán)節(jié)，通過微生物代謝分解有機污染物、轉(zhuǎn)化氮磷等營養(yǎng)鹽?；钚晕勰喾捌溲苌に嚕簜鹘y(tǒng)活性污泥法適用于中低負荷城市污水，通過曝氣池內(nèi)微生物的好氧代謝降解化學(xué)需氧量（COD）。改良工藝如A2/O（厭氧-缺氧-好氧）同步實現(xiàn)脫氮除磷，厭氧段釋磷、缺氧段反硝化、好氧段吸磷與有機物降解，出水總氮（TN）、總磷（TP）可穩(wěn)定達標(biāo)。氧化溝工藝（如Carrousel、Orbal）通過循環(huán)流態(tài)優(yōu)化污泥停留時間，抗沖擊負荷能力強，適合中小規(guī)模污水處理廠。生物膜法工藝：包括生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤、曝氣生物濾池（BAF）等。生物膜附著生長，污泥齡長，對低溫、低負荷污水適應(yīng)性好。BAF集生物降解與過濾于一體，可同步去除SS、COD、氨氮，出水水質(zhì)穩(wěn)定，占地僅為活性污泥法的1/3~1/2，在用地緊張的城區(qū)改造項目中應(yīng)用廣泛。厭氧生物處理：UASB（上流式厭氧污泥床）、IC（內(nèi)循環(huán)厭氧反應(yīng)器）等工藝，利用厭氧菌分解高濃度有機廢水（如工業(yè)廢水占比高的市政污水），產(chǎn)生的沼氣可回收能源。某工業(yè)園區(qū)污水處理廠采用IC反應(yīng)器處理混合廢水，COD去除率達85%，沼氣日產(chǎn)量滿足廠區(qū)15%的能源需求。（三）深度處理技術(shù)：水質(zhì)的提標(biāo)保障當(dāng)出水需滿足地表水Ⅳ類或準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)時，深度處理不可或缺。過濾技術(shù)：纖維轉(zhuǎn)盤濾池、V型濾池通過濾料截留懸浮物，進一步降低SS與濁度，為消毒創(chuàng)造條件。消毒工藝：紫外線消毒無化學(xué)殘留，適合對出水水質(zhì)要求高的場景；次氯酸鈉消毒成本低，但需控制余氯。部分水廠采用“紫外+次氯酸鈉”組合消毒，兼顧安全與成本。脫氮除磷強化：對于TN、TP超標(biāo)的情況，可增設(shè)反硝化深床濾池（同步去除SS與TN）、化學(xué)除磷（投加PAC、PAM）。某南方城市污水廠通過投加鐵鹽，TP從1.5mg/L降至0.3mg/L，滿足地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。（四）新興技術(shù)與工藝組合膜生物反應(yīng)器（MBR）將膜分離與生物處理結(jié)合，出水SS接近零，占地面積小，在再生水回用項目中優(yōu)勢顯著。某北方缺水城市采用MBR工藝，出水回用于工業(yè)冷卻，回用率達80%。高級氧化技術(shù)（如臭氧氧化、芬頓氧化）可降解難生物降解有機物，適合處理含制藥、化工廢水的混合污水。生態(tài)處理（人工濕地、氧化塘）利用植物、微生物、基質(zhì)的協(xié)同作用，適合低負荷、景觀化需求的污水處理，如某景區(qū)采用表面流人工濕地，出水COD<30mg/L，兼具生態(tài)與景觀價值。二、污水處理廠運行管理優(yōu)化策略（一）工藝運行優(yōu)化：精準(zhǔn)調(diào)控與效能提升工藝優(yōu)化需結(jié)合水質(zhì)、水量動態(tài)調(diào)整參數(shù)。例如，活性污泥法通過控制混合液懸浮固體（MLSS）、食微比（F/M）、溶解氧（DO）保障處理效果：當(dāng)進水COD升高時，適當(dāng)提高MLSS濃度（從3000mg/L增至4000mg/L），同時增加曝氣量，避免污泥負荷過高導(dǎo)致膨脹。A2/O工藝中，通過調(diào)節(jié)缺氧區(qū)、厭氧區(qū)的水力停留時間（HRT），優(yōu)化脫氮除磷效率，如夏季水溫高時，適當(dāng)縮短厭氧區(qū)HRT（從2h調(diào)至1.5h），減少污泥釋磷過度。工藝組合優(yōu)化方面，傳統(tǒng)活性污泥法+深度處理的升級改造，可通過增設(shè)MBR單元，將出水COD從50mg/L降至30mg/L，滿足回用要求。（二）設(shè)備維護管理：預(yù)防性維護與故障應(yīng)急設(shè)備是穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)，需建立“預(yù)防為主，維修為輔”的管理體系。曝氣系統(tǒng)（鼓風(fēng)機、曝氣器）需定期檢測曝氣均勻性，膜片曝氣器每3年更換一次，避免堵塞影響氧轉(zhuǎn)移效率；污泥泵、提升泵需安裝振動傳感器與電流監(jiān)測儀，提前預(yù)警機械故障。建立設(shè)備臺賬，記錄運行時長、維修次數(shù)、備件更換周期，如某污水廠通過分析臺賬發(fā)現(xiàn)，進口離心泵的平均故障間隔時間（MTBF）比國產(chǎn)泵長2倍，但采購成本高，最終采用“關(guān)鍵設(shè)備進口，輔助設(shè)備國產(chǎn)”的策略，降低維護成本。故障應(yīng)急方面，制定“一泵一預(yù)案”，備用泵啟動時間≤5分鐘，避免停水導(dǎo)致污泥膨脹。（三）水質(zhì)監(jiān)測與預(yù)警：全流程質(zhì)量管控構(gòu)建“在線監(jiān)測+人工檢測”的雙軌體系。在線監(jiān)測儀（COD、氨氮、SS、pH）每2小時自動上傳數(shù)據(jù)，人工每周對TP、TN、重金屬等指標(biāo)檢測，確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。建立水質(zhì)預(yù)警模型，當(dāng)進水COD突然升高30%以上時，自動觸發(fā)“沖擊負荷預(yù)警”，工藝人員立即調(diào)整曝氣、污泥回流比。某污水廠通過安裝AI水質(zhì)預(yù)測系統(tǒng)，結(jié)合天氣、管網(wǎng)流量數(shù)據(jù)，提前12小時預(yù)測進水水質(zhì)變化，調(diào)整藥劑投加量，藥耗降低15%。（四）成本控制：能耗、藥耗與污泥處理能耗占運行成本的60%~70%，需重點優(yōu)化。曝氣系統(tǒng)采用變頻風(fēng)機，根據(jù)DO濃度自動調(diào)節(jié)風(fēng)量，某廠改造后曝氣能耗降低25%；提升泵采用高效電機，結(jié)合管網(wǎng)壓力優(yōu)化啟停邏輯。藥耗控制方面，通過小試確定最佳投加量，如化學(xué)除磷中，PAC投加量從50mg/L降至35mg/L，仍滿足TP<0.5mg/L。污泥處理采用“厭氧消化+深度脫水”工藝，消化產(chǎn)生的沼氣用于發(fā)電，脫水后污泥含水率<60%，運輸成本降低40%，且符合填埋、焚燒標(biāo)準(zhǔn)。（五）人員管理與培訓(xùn)：專業(yè)能力賦能建立“理論+實操”的培訓(xùn)體系，新員工需完成污水處理工藝、設(shè)備原理等理論課程，再通過“師徒制”進行實操培訓(xùn)（如曝氣系統(tǒng)調(diào)試、膜組件清洗）。定期開展應(yīng)急演練，模擬進水超標(biāo)、設(shè)備故障等場景，提升團隊協(xié)同能力。某水務(wù)集團通過“技能等級認證”（初級/中級/高級運維工），將考核結(jié)果與薪酬掛鉤，員工主動學(xué)習(xí)積極性提升，設(shè)備故障率下降18%。三、實踐案例：某城市污水處理廠的提質(zhì)增效某南方城市污水處理廠設(shè)計規(guī)模10萬m3/d，原采用A2/O+深度處理工藝，出水執(zhí)行一級A標(biāo)準(zhǔn)。隨著流域水質(zhì)要求提升，需提標(biāo)至地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)。技術(shù)改造方案：保留A2/O生物池，新增MBR膜組器（膜通量15L/m2·h）、反硝化深床濾池。運行管理優(yōu)化措施包括：工藝調(diào)控：將MLSS從3500mg/L提至4500mg/L，DO控制在2~3mg/L（好氧區(qū)）、0.5mg/L（缺氧區(qū)），TN去除率從70%提升至85%。設(shè)備維護：膜組件每3個月在線化學(xué)清洗（檸檬酸+次氯酸鈉），每年離線清洗1次，膜通量恢復(fù)率>90%。成本控制：通過光伏板發(fā)電（占廠用電量10%）、余熱回收（消化池沼氣發(fā)電余熱用于加熱），年節(jié)約電費80萬元。改造后，出水COD≤30mg/L、TN≤10mg/L、TP≤0.3mg/L，滿足地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，再生水回用率從10%提升至30%，年減排