摘要：近20年国内城镇污水处理发展很快，环境问题的严峻，促使污水处理厂不断优化设计。作者通过自己十几年的设计经验对污水处理厂设计容易出现问题的地方进行总结。
关键词：城镇污水处理厂、污水处理、优化设计
1.前言
国内城市的污水处理设施由于设计的不完善，给运行管理带来负担，造成运行环境恶劣、人力投入大、设备检修困难、设备不能在最佳工况运行等，严重的出现污水厂实际运行规模达不到设计规模、出水不达标的问题。大量污水处理设备由于设计问题导致维修频繁，设备长期停运，也造成了资源浪费。
2.预处理单元
2.1粗格栅及提升泵站
粗格栅及提升泵站是污水处理厂第一个处理单元，主要功能是去除污水中较大的悬浮物和将污水提升为后续单元服务。
目前很多城市污水管网为雨污混流制，因此在设计粗格栅及提升泵站时应调查该污水处理厂服务范围内的污水排水管网体制，如果是雨污混流制，则要在该单体内设置溢流管，雨季对超出污水处理厂规模的雨污混合液溢流。很多城市污水厂在粗格栅及提升泵站没设置溢流管道，暴雨季节，大量雨水进入污水管道，流量超出污水处理厂接纳范围，由于没设置溢流管道，雨污混合液得不到释放，造成污水冲破检查井盖，严重的造成污水管网爆管。
为方便格栅、泵检修不影响污水厂正常运行，粗格栅及提升泵站应设置不少于两条渠道，格栅前后设置液位计，根据液位差及时间控制格栅起停。格栅前后设置闸门，便于检修格栅。上部螺旋输送机输送格栅拦截的栅渣，由于栅渣含水量较大，应将螺旋输送机安装部位局部下沉，便于干湿分区及作业方便。目前很多污水厂螺旋输送机底部与平台一个标高，导致螺旋输送机内污水溢流到平台，污水横流，作业条件差。格栅排渣口高度应与螺旋输送机进口高度配套，螺旋输送机排渣口高度根据产渣量确定，排渣口高度应满足运输栅渣设备高度要求，目前很多水厂螺旋输送机排渣口高度设置没考虑运输设备高度，造成大量人力二次转运栅渣。
提升泵站设计有效容积不小于单泵5min流量，泵站进水口设置消泡槽，消泡槽均匀给泵站配水；目前水厂进水泵站设计很少设置消泡槽及对泵站入水口均匀布水，这样导致泵池流态不合理，水力漩涡造成水泵震动较大和汽蚀现象，设备维修频繁，缩短使用寿命。
粗格栅及提升泵站应设置冲洗水管、消泡穿孔水管、消防设施，给污水厂运行带来方便。粗格栅及提升泵站是污水进入水厂第一个单体，污水在管网及提升泵站成厌氧状态，有甲烷产生，深井泵房应设置通风装置，格栅电机应用防爆电机，水厂还应设置便携式甲烷监测仪；目前很多水厂该单元没设置通风装置，给运行带来安全隐患。
2.2 PH调节
城市污水处理厂收集范围内污水成分复杂，部分城市工业污水达到50%以上，导致PH波动很大，影响后续生化处理系统，水厂设计时应预留PH调节占地及投药点。目前污水处理厂基本没考虑PH调节系统的预留措施，给改造造成困难；当来水PH波动超出水厂接纳范围，导致后续生物系统中毒，污水沉降差，只能降低处理规模应对。
2.3 细格栅及沉砂池
细格栅前应设置消能措施及调节堰，将提升泵站输送来的污水消能，避免污水波动很大，便于调节堰为后续细格栅均流。调节堰宜设置淹没堰，减少跌水高度可控制污水中含氧量，避免高跌水冲氧，导致污水氧含量增高，降低后续生物处理反硝化系统去除总氮负荷。
3.生物处理单元
3.1配水井
污水进入生化池前应设置配水井，将污水均匀输送到生物池内，避免各生物池流量不均。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆配水井应有消能作用，让来水波动较小才能起到均匀配水的功能，目前很多水厂配水井设置太小，没考虑进水消能，导致配水井内水位波动很大，配水井不能起到均匀配水功能，导致后续几个生物池负荷偏差很大，排水水质不稳定。
3.2 AAO生物处理系统
AAO生物处理系统适用与大、中型规模污水处理厂，系统有很好的脱氮除磷效果，抗冲击负荷较强，是污水处理运用较多的工艺。
A/A/O工艺在高总氮存在的问题：
系统控制的关键是控制好厌氧区、缺氧区、好氧区的溶氧量，厌氧区溶氧控制在0.2mg/l以下，缺氧区溶氧控制在0.5mg/l以下，好氧区溶氧控制在2mg/l以上。高总氮污水混合液回流比高达400%以上，混合液溶氧浓度在2mg/l以上回流到缺氧区，造成缺氧区溶氧很高，反硝化速率降低，总氮达不到设计排放标准。解决措施：高总氮污水生物处理系统在好氧段后设置后置缺氧段，控制后置缺氧段溶氧，混合液回流从后置缺氧段回流至缺氧段，这样可以避免混合液高溶氧回流至缺氧段，造成反硝化速率降低。
生物池出水口应有消能措施，避免水流给后续单元造成冲击。生物池回流系统可设置多点进水，为运行适应水质变化增加调节手段。曝气系统应分单元设置调节阀门，根据运行实际需要调整各单元曝气量。厌氧及缺氧区宜设置廊道推流式，节约能耗，减少推流器反力震动。推流器安装位置应避开水流扰动较大区域，减少推流器震动。目前很多水厂推流器设置在乱流区域导致推流器震动大，维修频率高。很多推流器厂家将导杆设计偏小，刚度不够，导致导杆震动很大，推流器维修频繁。
4.二沉池
二沉池前应设置配水井，将来水均匀输送给二沉池。二沉池形式应设置周进周出，减少水流扰动，出水水质更稳定。二沉池进水井顶标高应高出二沉池顶标高200-300mm，用来消除来水的水力波动，避免污水溢流出池外。根据运行经验，工业废水成分复杂，部分有害物质导致污水沉降性较差，在二沉池内形成悬浮渣层，应在二沉池内考虑悬浮渣层排放管，可以提高出水水质。每个二沉池排泥管上应设置阀门，控制二沉池内泥位。
5.管道系统
各单体出水口液位应淹没出水口，淹没深度大于出水口1倍直径，避免空气进入排水管形成气压，给后续单体造成水位波动。空气管道应向输送方向设置坡度，低点设置排水；空气管道由于空气摩擦，温度在100℃左右，空气管道常年处于湿热环境中，油漆需考虑耐温、耐湿热。污泥管道及PAM加药管道输送介质粘度较大，设计时考虑好冲洗管路措施，在计量泵后的加药管道上补充自来水，稀释PAM在管道浓度。
6.污泥处理系统
污泥均质池设置不少于两个，单个设置容积不少于污泥脱水机一个班次处理量，污泥池内应设搅拌装置。污泥均质池交替运行，一个池进泥调理，一个池送泥进入脱水机房处理。污泥脱水选择应根据污泥最终处置方案选择，带式脱水机是主流方向。目前很多水厂带式脱水机带病工作，原因是带式脱水机选型不当。脱水机的选择应该根据污泥性质、规模、含水量选择合适的脱泥机，不能将脱水机型号的选择完全交给脱水机厂家。带式脱水机选型应注意事项：带式一体脱水机浓缩段有效长度，滤带压榨段长度，压榨筒直径、材质及排水形式，滤带纠偏控制电气设备的稳定性、使用环境对轴承的影响，轴承荷载等。脱水机选型不当会造成污泥浓缩效果差，处理量达不到设计负荷，设备整刚度差，导致滚轴更换频繁、压榨段轴使用一段时间变形，浓缩段轴变形大，拉毛滤带等。
7.深度处理系统
目前城市污水排放标准的提高，在二级处理系统后需增加深度处理单元，由于很多城市用地紧张，深度处理单元占地面积受到限制，因此占地面积较少的滤布滤池应用较多。目前很多水厂滤布滤池应用稳定性很差，反洗频繁，导致出水达不到设计要求。其原因是滤布表面附着毛发类悬浮物，这类悬浮物附着在滤布上，滤布反洗也清洗不下来，长时间积累导致出水不达标。解决办法是在滤布滤池前面增加膜格栅，格栅孔径在1mm以下，膜格栅可以分离毛发类悬浮物，为后续滤布滤池创造良好的使用环境。
参考资料
[1]刘文明，大型供水泵站CFD水力优化，河海大学水利水电工程学院
[2]田家山，给、排水泵站进水流态紊乱的危害与对策，河海大学
[3]张波，高廷耀.倒置AAO工艺的原理与特点研究[J].中国给水排水，2000，16（3）.
论文作者:王春华
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/21
标签：污水论文; 格栅论文; 泵站论文; 污水处理论文; 水井论文; 水厂论文; 脱水机论文; 《建筑学研究前沿》2018年第22期论文;