城市污水處理工藝流程及管理手冊一、引言城市污水包含生活污水、工業(yè)廢水及初期雨水，其有效處理是保障水環(huán)境質量、實現(xiàn)水資源循環(huán)利用的核心環(huán)節(jié)。本手冊結合工程實踐與行業(yè)規(guī)范，系統(tǒng)梳理污水處理工藝流程及全流程管理要點，為污水處理廠（站）的穩(wěn)定運行、達標排放及提質增效提供專業(yè)指導。二、污水處理核心工藝流程（一）預處理系統(tǒng)預處理旨在去除污水中體積較大的懸浮物、砂粒及部分有機物，減輕后續(xù)工藝負荷，保護設備安全。1.格柵截留通過機械格柵（粗格柵柵距10~50mm，細格柵柵距2~10mm）攔截污水中大塊雜物（如塑料袋、樹枝、建筑垃圾），避免堵塞水泵、管道及后續(xù)處理單元。運行中需每日巡檢格柵齒耙、傳動裝置，及時清理柵渣（柵渣量約占進水SS的0.1%~0.5%），定期檢查柵條間距，防止變形導致攔截效率下降。2.沉砂池除砂常用旋流沉砂池（水力旋流分離砂粒，停留時間<2min）、平流沉砂池（水平流速0.15~0.3m/s，停留時間30~60s）。旋流沉砂池的旋流速度需維持在0.25~0.3m/s，確保砂粒（密度>2.65g/cm3）與有機物分離；砂水分離器需定期排砂（每日1~2次），避免砂粒堆積。3.初沉池沉淀通過重力沉淀去除污水中50%~70%的懸浮物（SS）及30%~50%的有機物（以COD計），出水SS可降至100~200mg/L。運行時表面負荷控制在1.0~2.0m3/(m2·h)，污泥停留時間（SRT）2~4h；需定期排泥（每日1~2次），防止污泥厭氧上浮影響出水水質。（二）生化處理系統(tǒng)生化處理通過微生物代謝降解有機物、去除氮磷，是污水處理的核心環(huán)節(jié)，分為活性污泥法與生物膜法兩大類。1.活性污泥法系列工藝A/O（缺氧/好氧）工藝：缺氧段（反硝化菌）利用污水中碳源將硝態(tài)氮還原為N?，好氧段（好氧菌）降解有機物并進行硝化反應（NH??→NO??）。適用于中小規(guī)模污水廠（<10萬m3/d），脫氮效率60%~80%，需外加碳源（如乙酸鈉）強化反硝化。A2/O（厭氧/缺氧/好氧）工藝：厭氧段（聚磷菌釋磷）→缺氧段（反硝化脫氮）→好氧段（硝化、吸磷、降解有機物），同步實現(xiàn)脫氮除磷。運行中厭氧段DO<0.2mg/L，缺氧段DO0.2~0.5mg/L，好氧段DO2~4mg/L；污泥齡（SRT）15~20d，污泥濃度（MLSS）2000~4000mg/L。氧化溝工藝：采用環(huán)形溝渠、延時曝氣（SRT20~30d），污泥負荷低（0.05~0.15kgBOD/(kgMLSS·d)），抗沖擊負荷能力強，適用于大型污水廠（>10萬m3/d）。典型形式包括Carrousel氧化溝（表曝機推動水流）、Orbal氧化溝（多溝串聯(lián)，分層曝氣）。SBR及其變種（CASS、MSBR）：序批式運行（進水→曝氣→沉淀→排水→閑置），集反應、沉淀于一池，占地小、靈活性高。操作時曝氣階段DO控制在2~4mg/L，沉淀階段靜止30~60min，排水階段水位不低于污泥層（避免污泥流失）。2.生物膜法系列工藝生物濾池（普通/曝氣生物濾池）：污水流經(jīng)附著微生物的濾料（如陶粒、火山巖），有機物被生物膜吸附降解，同時截留懸浮物。適用于小型污水廠（<5萬m3/d）或分散式處理，耐沖擊負荷，但濾料易堵塞，需定期反沖洗（氣水聯(lián)合反沖，沖洗周期7~15d）。膜生物反應器（MBR）：將膜分離（超濾/微濾膜）與活性污泥法結合，膜組件替代二沉池，出水SS<10mg/L，COD<30mg/L。運行中需控制MLSS（8000~____mg/L）、定期化學清洗（每月1次，采用檸檬酸、次氯酸鈉溶液），以緩解膜污染（污泥絮體、膠體吸附膜表面）。（三）深度處理系統(tǒng)深度處理針對生化出水進一步去除污染物，滿足回用或嚴格排放標準（如地表水Ⅳ類、一級A）。1.過濾單元砂濾：通過石英砂濾層（粒徑0.5~1.2mm，濾速8~10m/h）去除殘留懸浮物，出水SS<5mg/L?；钚蕴课剑豪没钚蕴靠紫段诫y降解有機物（如色度、微量污染物），需定期再生（熱再生或化學再生）。2.消毒單元氯消毒：投加液氯或次氯酸鈉，接觸時間30min，余氯0.5~1.0mg/L，需注意消毒副產(chǎn)物（如THMs）控制。紫外線消毒：通過254nm紫外線破壞微生物DNA，無化學殘留，需定期清洗燈管（每周1次）、監(jiān)測紫外線強度。3.脫氮除磷強化化學除磷：投加PAC（聚合氯化鋁）或FeCl?，與PO?3?生成沉淀，投加量為P的1.5~3倍（質量比）。深度脫氮：采用短程硝化-反硝化（控制DO0.5~1.0mg/L，溫度30~35℃）或厭氧氨氧化（Anammox），降低碳源消耗。4.回用處理采用超濾+反滲透（UF-RO）工藝，去除鹽分、重金屬，產(chǎn)水可用于工業(yè)冷卻、市政雜用，回用水水質需滿足《城市污水再生利用水質標準》（GB/T____）。三、污水處理廠全流程管理要點（一）運行管理體系1.設備全生命周期管理日常巡檢：制定巡檢表（每2h記錄水泵電流、風機壓力、膜組件通量等），重點檢查易損件（如格柵齒耙、曝氣頭）。維護計劃：風機每運行2000h更換潤滑油，水泵每季度檢查軸承溫升，MBR膜每半年進行完整性檢測（壓力衰減法）。故障處置：建立應急預案，如曝氣風機故障時，啟動備用風機并降低進水負荷，防止污泥厭氧。2.工藝參數(shù)動態(tài)調控活性污泥法：根據(jù)進水COD、NH??-N濃度調整曝氣量（DO反饋控制）、污泥回流量（20%~100%進水流量）。MBR工藝：當膜通量下降20%時，啟動在線化學清洗；MLSS超過____mg/L時，排泥降低污泥濃度。3.污泥管理污泥濃縮：采用重力濃縮（SRT12~24h）或機械濃縮（帶式濃縮機，進泥含固率2%~4%，出泥含固率5%~8%）。污泥脫水：投加PAM（陽離子，投加量0.1%~0.3%），脫水后污泥含固率≥80%，便于運輸處置。資源化利用：污泥厭氧消化產(chǎn)沼氣（甲烷含量55%~65%），或制有機肥（需滿足《污泥農(nóng)用標準》GB/T____）。（二）質量控制體系1.水質監(jiān)測網(wǎng)絡進水監(jiān)測：每日檢測COD、BOD、SS、NH??-N、TP，異常時（如工業(yè)廢水沖擊）加密監(jiān)測（每2h一次）。過程監(jiān)測：生化池監(jiān)測MLSS、MLVSS/MLSS（活性污泥活性指標，宜>0.7）、DO、pH；膜池監(jiān)測跨膜壓差（TMP，正常<0.03MPa）。出水監(jiān)測：每2h在線監(jiān)測COD、NH??-N、TP、SS，每日人工檢測糞大腸菌群、重金屬（如Hg、Cd），確保達標排放。2.標準與合規(guī)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB____），根據(jù)受納水體功能區(qū)選擇一級A（COD≤50mg/L，NH??-N≤5mg/L）或一級B標準；回用項目需滿足GB/T____。（三）安全管理體系1.人員安全進入曝氣池、污泥池等有限空間前，強制通風（≥30min）、檢測O?（≥19.5%）、H?S（<10mg/m3）濃度，佩戴正壓式呼吸器。操作電氣設備時，穿絕緣鞋、戴絕緣手套，嚴禁濕手操作。2.設備與環(huán)境安全安裝漏電保護器、機械防護欄，易燃易爆區(qū)域（如沼氣柜）設置防爆風機、可燃氣體報警器。制定泄漏應急預案：如PAC加藥罐泄漏時，立即關閉閥門，用沙土吸附泄漏液，防止進入生化池破壞微生物。（四）智慧化管理升級1.SCADA系統(tǒng)應用實時監(jiān)控工藝參數(shù)（DO、MLSS、流量等），自動控制水泵、風機啟停，異常時推送報警信息至管理人員手機。2.大數(shù)據(jù)與AI優(yōu)化建立工藝模型，通過歷史數(shù)據(jù)訓練算法，預測進水負荷、優(yōu)化曝氣量（節(jié)能10%~20%）、提前預警膜污染。3.數(shù)字化孿生構建污水處理廠三維模型，模擬不同工況（如暴雨、工業(yè)沖擊）下的工藝運行，輔助決策工藝調整方案。四、典型案例與經(jīng)驗總結以某省會城市污水處理廠（規(guī)模30萬m3/d，采用A2/O+MBR工藝）為例：工藝優(yōu)化：通過調整厭氧段停留時間（由2h增至3h），聚磷菌釋磷效率提升20%，化學除磷藥劑投加量減少15%。智慧化實踐：部署AI算法優(yōu)化曝氣量，年節(jié)約電費200萬元；膜組件在線清洗周期延長至45d，膜壽命由3年增至4年。教訓反思：曾因工業(yè)廢水沖擊