給排水污水處理技術(shù)要點(diǎn)給排水系統(tǒng)中的污水處理是保障水環(huán)境安全的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及多技術(shù)協(xié)同與精細(xì)化管理。當(dāng)前我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理率已超過(guò)95%，但面對(duì)日益嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)和資源化需求，技術(shù)優(yōu)化與運(yùn)行效能提升仍是行業(yè)核心議題。一、污水處理技術(shù)體系框架與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)污水處理技術(shù)按處理程度分為三級(jí)。一級(jí)處理主要去除懸浮固體，通過(guò)格柵、沉砂、沉淀等物理方法，可去除約50%-60%的懸浮物和25%-35%的生化需氧量。二級(jí)處理以生物法為主，去除膠體和溶解性有機(jī)物，通常采用活性污泥法或生物膜法，對(duì)生化需氧量的去除率可達(dá)85%-95%，懸浮物去除率約70%-90%。三級(jí)處理又稱深度處理，進(jìn)一步去除氮、磷、難降解有機(jī)物和病原體，使出水達(dá)到回用標(biāo)準(zhǔn)或更嚴(yán)格的排放限值。根據(jù)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)GB18918規(guī)定，一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)對(duì)化學(xué)需氧量、生化需氧量、懸浮物、總氮、總磷、氨氮的限值分別為50毫克每升、10毫克每升、10毫克每升、15毫克每升、0.5毫克每升、5毫克每升。敏感地區(qū)執(zhí)行更嚴(yán)的地方標(biāo)準(zhǔn)，如北京市城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)DB11要求，新建污水處理廠出水總氮低于10毫克每升，總磷低于0.3毫克每升。二、物理處理單元技術(shù)要點(diǎn)與參數(shù)控制物理處理作為預(yù)處理環(huán)節(jié)，直接影響后續(xù)工藝穩(wěn)定性。格柵系統(tǒng)按柵條間距分為粗格柵（50-100毫米）、中格柵（10-40毫米）和細(xì)格柵（3-10毫米）。設(shè)計(jì)過(guò)柵流速宜控制在0.6-1.0米每秒，水頭損失超過(guò)0.15米時(shí)應(yīng)及時(shí)清渣?；剞D(zhuǎn)式機(jī)械格柵運(yùn)行功率通常為0.75-2.2千瓦，柵渣產(chǎn)生量約0.03-0.1立方米每千立方米污水。沉砂池設(shè)計(jì)需考慮流速與停留時(shí)間。平流式沉砂池水平流速應(yīng)保持在0.15-0.3米每秒，停留時(shí)間30-60秒，有效水深1.0-1.5米。曝氣沉砂池通過(guò)底部曝氣使砂粒摩擦去除表面有機(jī)物，曝氣量控制在0.1-0.2立方米空氣每立方米污水，旋流速度0.25-0.3米每秒，停留時(shí)間2-5分鐘。旋流沉砂池利用離心力分離，表面負(fù)荷約150-200立方米每平方米每小時(shí)，排砂含水率應(yīng)低于60%。初次沉淀池表面負(fù)荷取1.5-3.0立方米每平方米每小時(shí)，沉淀時(shí)間1.0-2.5小時(shí)，有效水深2.0-4.0米。出水堰負(fù)荷不宜大于1.7升每秒每米。污泥區(qū)容積按2日污泥量計(jì)算，每日排泥1-2次。斜板沉淀池斜板傾角60度，板間距50-100毫米，上升流速0.5-1.0毫米每秒，可節(jié)省50%占地面積但需定期清洗防止藻類滋生。三、生物處理核心工藝選擇與運(yùn)行調(diào)控活性污泥法是應(yīng)用最廣泛的生物處理技術(shù)。傳統(tǒng)推流式曝氣池污泥負(fù)荷取0.2-0.4千克生化需氧量每千克活性污泥每天，容積負(fù)荷0.4-0.8千克生化需氧量每立方米每天，污泥齡5-15天，混合液懸浮固體濃度2000-4000毫克每升，污泥回流比50%-100%。溶解氧濃度控制在2-3毫克每升，低于0.5毫克每升會(huì)導(dǎo)致絲狀菌膨脹。根據(jù)室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)GB50014規(guī)定，曝氣池有效水深4-6米，超高0.5-1.0米。氧化溝工藝通過(guò)延時(shí)曝氣實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化，污泥齡延長(zhǎng)至15-30天，污泥負(fù)荷降至0.05-0.15千克生化需氧量每千克活性污泥每天。溝內(nèi)流速保持0.3-0.5米每秒防止污泥沉降，溶解氧在溝首端0-0.5毫克每升、末端2-3毫克每升形成梯度。卡魯塞爾氧化溝需設(shè)置導(dǎo)流墻防止污泥沉積，Orbal氧化溝三溝溶解氧分別控制在0、1、2毫克每升實(shí)現(xiàn)分區(qū)處理。生物膜法適用于低濃度污水和升級(jí)改造。生物接觸氧化池容積負(fù)荷1.0-1.8千克生化需氧量每立方米每天，水氣比1:8至1:12，填料層高度2.0-3.5米，底部曝氣區(qū)高度0.6-0.8米。曝氣生物濾池濾料粒徑3-5毫米，濾層厚度2.0-2.5米，濾速2-8米每小時(shí)，反沖洗周期24-48小時(shí)，反沖洗強(qiáng)度15-20升每平方米每秒，歷時(shí)5-10分鐘。移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器填料填充率20%-30%，填料比表面積大于500平方米每立方米，攪拌功率3-5瓦每立方米。四、脫氮除磷深度處理技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)生物脫氮通過(guò)硝化與反硝化實(shí)現(xiàn)。硝化階段溶解氧大于2毫克每升，pH值7.0-8.0，堿度維持在70毫克每升以上，污泥齡大于硝化菌世代時(shí)間，一般不低于4天。反硝化階段溶解氧低于0.5毫克每升，碳氮比大于4:1，溫度20-40攝氏度。厭氧-缺氧-好氧工藝中，厭氧池溶解氧低于0.2毫克每升，水力停留時(shí)間1-2小時(shí)，缺氧池溶解氧0.2-0.5毫克每升，停留時(shí)間2-4小時(shí)，好氧池停留時(shí)間4-8小時(shí)，混合液回流比200%-400%，污泥回流比50%-100%。化學(xué)除磷通過(guò)投加鋁鹽或鐵鹽形成沉淀。鋁鹽投加量按鋁磷摩爾比1.5-2.0:1計(jì)算，三氯化鋁有效含量約28%-30%，聚合氯化鋁氧化鋁含量大于28%。鐵鹽常用三氯化鐵，投加量鐵磷摩爾比1.8-2.5:1?；瘜W(xué)除磷污泥產(chǎn)量增加約20%-30%，需考慮對(duì)后續(xù)污泥處理的影響。同步化學(xué)除磷在曝氣池末端投加，后置化學(xué)除磷在二沉池后投加并設(shè)絮凝沉淀池。膜生物反應(yīng)器將膜分離與生物處理結(jié)合，膜通量15-25升每平方米每小時(shí)，跨膜壓差初始值約10千帕，超過(guò)50千帕需化學(xué)清洗。膜吹掃氣水比20:1至30:1，清洗周期3-6個(gè)月，次氯酸鈉清洗濃度1000-2000毫克每升，檸檬酸清洗pH值2-3。膜壽命3-5年，更換成本約占運(yùn)行費(fèi)用30%。五、消毒與尾水安全保障技術(shù)紫外線消毒無(wú)化學(xué)殘留，照射劑量30-40毫焦每平方厘米，接觸時(shí)間10-30秒，燈管壽命8000-12000小時(shí)，石英套管結(jié)垢會(huì)使透光率下降10%-20%，需定期清洗。出水懸浮物低于10毫克每升時(shí)消毒效果穩(wěn)定，濁度升高會(huì)顯著降低滅活率。二氧化氯消毒投加量5-10毫克每升，接觸時(shí)間不少于30分鐘，余氯0.1-0.5毫克每升。原料氯酸鈉與鹽酸反應(yīng)，氯酸鈉轉(zhuǎn)化率大于85%，二氧化氯純度大于95%。設(shè)備間需設(shè)置通風(fēng)系統(tǒng)，換氣次數(shù)8-12次每小時(shí)，并配備泄漏報(bào)警裝置。臭氧消毒能力強(qiáng)但成本高，投加量5-15毫克每升，接觸時(shí)間5-15分鐘，尾氣臭氧濃度低于0.1毫克每升需破壞處理。臭氧發(fā)生器原料氣露點(diǎn)低于零下40攝氏度，氧氣純度大于90%時(shí)臭氧產(chǎn)率可提高20%-30%。臭氧對(duì)總有機(jī)碳去除率約30%-50%，色度去除率大于80%。六、污泥處理處置全流程技術(shù)要點(diǎn)剩余污泥含水率99.2%-99.6%，需濃縮脫水。重力濃縮池固體負(fù)荷30-60千克固體每平方米每天，濃縮時(shí)間12-24小時(shí)，上清液懸浮物低于500毫克每升。氣浮濃縮溶氣壓力0.3-0.5兆帕，回流比10%-30%，浮渣含水率94%-96%。機(jī)械脫水前需調(diào)理，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺投加量干污泥的0.2%-0.5%，先稀釋成0.1%-0.2%溶液。板框壓濾機(jī)進(jìn)料壓力0.6-1.0兆帕，壓榨壓力1.2-1.6兆帕，循環(huán)周期2-4小時(shí)，泥餅含水率可達(dá)60%以下。帶式壓濾機(jī)處理能力150-300千克固體每小時(shí)每米帶寬，絮凝劑投加點(diǎn)距脫水機(jī)5-10米保證反應(yīng)時(shí)間，泥餅含水率75%-82%。離心脫水機(jī)分離因數(shù)2000-3000，差速2-5轉(zhuǎn)每分鐘，絮凝劑投加量0.5-1.0千克每噸干固體，泥餅含水率70%-80%。污泥厭氧消化中溫消化溫度35±2攝氏度，停留時(shí)間20-30天，污泥負(fù)荷1.0-1.6千克揮發(fā)性固體每立方米每天，產(chǎn)氣率0.6-1.0立方米每千克揮發(fā)性固體，甲烷含量55%-65%。pH值6.8-7.2，堿度2000-3000毫克每升，氨氮低于3000毫克每升。消化后污泥揮發(fā)性固體去除率40%-50%，病原菌滅活率大于99%。七、運(yùn)行監(jiān)控與智能化管理策略在線監(jiān)測(cè)儀表是運(yùn)行調(diào)控依據(jù)。溶解氧儀應(yīng)安裝在曝氣池出口，校準(zhǔn)周期7-14天，膜法傳感器需定期更換電解液。污泥濃度計(jì)采用光學(xué)散射原理，測(cè)量范圍0-20克每升，誤差±5%。pH計(jì)測(cè)量范圍0-14，溫度補(bǔ)償0-100攝氏度，校準(zhǔn)使用標(biāo)準(zhǔn)緩沖液?？偟诰€分析儀采用堿性過(guò)硫酸鉀消解紫外分光光度法，測(cè)量周期30-60分鐘，檢出限0.1毫克每升。工藝參數(shù)優(yōu)化需建立數(shù)學(xué)模型。活性污泥模型包含13個(gè)組分、8個(gè)反應(yīng)過(guò)程，通過(guò)校準(zhǔn)可預(yù)測(cè)出水水質(zhì)。數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法利用歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，預(yù)測(cè)精度可達(dá)85%-90%。模型預(yù)測(cè)控制將進(jìn)水負(fù)荷、溶解氧、污泥濃度等變量納入優(yōu)化，可節(jié)能10%-15%。根據(jù)水污染防治行動(dòng)計(jì)劃要求，2025年城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行負(fù)荷率應(yīng)達(dá)到75%以上，出水達(dá)標(biāo)率100%。設(shè)備維護(hù)實(shí)行預(yù)防性策略。鼓風(fēng)機(jī)潤(rùn)滑油每2000-4000小時(shí)更換，空氣過(guò)濾器每500-1000小時(shí)清理。閥門(mén)絲桿每月潤(rùn)滑，電動(dòng)頭每季度檢查絕緣。潛水泵連續(xù)運(yùn)行8000小時(shí)后應(yīng)大修，更換機(jī)械密封和軸承。格柵除污機(jī)鏈條每半年調(diào)整張緊度，每年更換磨損銷軸。建立設(shè)備臺(tái)賬，記錄運(yùn)行時(shí)間、故障次數(shù)、維修內(nèi)容，關(guān)鍵設(shè)備完好率應(yīng)大于98%。八、新技術(shù)應(yīng)用與未來(lái)發(fā)展路徑厭氧氨氧化技術(shù)無(wú)需外加碳源，氨氮去除率大于85%，總氮去除率大于75%，污泥產(chǎn)率降低90%，能耗降低60%。但厭氧氨氧化菌倍增時(shí)間長(zhǎng)，啟動(dòng)需3-6個(gè)月，溫度低于15攝氏度活性顯著下降。目前主要用于污泥消化液、垃圾滲濾液等高氨氮廢水處理。好氧顆粒污泥技術(shù)實(shí)現(xiàn)泥水分離一體化，污泥濃度可達(dá)8000-12000毫克每升，容積負(fù)荷提高2-3倍，占地減少50%。顆粒粒徑0.5-2.0毫米，沉降速度20-50米每小時(shí)，污泥體積指數(shù)低于50毫升每克。但顆粒穩(wěn)定性受水質(zhì)沖擊影響大，長(zhǎng)期運(yùn)行易出現(xiàn)解體。人工濕地與生態(tài)處理適用于小型分散污水。表面流濕地水力負(fù)荷0.1-0.5立方米每平方米每天，水深0.2-0.4米，水力停留時(shí)間5-10天，對(duì)生化需氧量去除率60%-80%，總氮去除率40%-60%。潛流濕地水力負(fù)荷0.3-0.8立方米每平方米每天，基質(zhì)層厚0.6-0.8米，植物選擇蘆葦、香蒲等挺水植物，種植密度9-16株每平方米。生態(tài)處理需防止蚊蠅滋生，冬季需保溫措施。資源化利用是發(fā)展方向。再生水回用率目標(biāo)達(dá)到30%以上，用于工業(yè)冷卻、城市雜用、景觀補(bǔ)水。污泥厭氧消化產(chǎn)沼氣熱電聯(lián)產(chǎn)，能量自給率可達(dá)60%-80%。污泥炭化制備生物炭，熱值約15-20兆焦每千克