谈污水处理厂设计与运行的结合

摘要：从污水处理厂实际运行的角度出发，就设计中如何更好地满足运行单位在生产运行方面的需要作4点总结。
　　关键词：设计，运行，结合，工艺流程，处理设备，防腐
　　建设部国家环保总局发布的《城市污水处理及污染防治技术政策》（建城[2000]124号）已明确指出，到2010年，全国设市城市和建制镇的污水平均处理率不低于50%，设市城市的污水处理率不低于60%，重点城市的污水处理率不低于70%，全国设市城市和建制镇均应规划建设城市污水集中处理设施。目前，全国660个城市还有占城市2/3的458个中西部中小城市没有城市污水处理厂，城市污水直接就近排入江湖水体。可见，在未来若干年内，水处理工程的建设量仍是非常巨大的。
　　在水处理工程的设计中，主要考虑的是如何根据进水水质和排放标准进行合理的水处理工艺的选择，然后根据工艺流程确定主要的构筑物和污水处理设备。由于污水处理行业是在我国二十世纪九十年代才开始的新兴环保行业，设计人员在污水处理厂的设计中较多考虑的是如何正确选择污水处理的工艺流程和污水处理设备来保证出水水质达到规定的排放标准。建设单位由于没有相关企业的生产运行经验，无法从运行的角度出发，和设计单位进行充分的协商，以最大程度地满足企业操作灵活、管理方便、运行成本合理的需要。
　　南通市经济技术开发区污水处理厂是我国1988年利用奥地利政府贷款建设的，也是我国第一批建设的污水处理厂之一，一期工程规模为2.5万吨/日，1993年投入运行；二期工程于2003年底完成，规模为3.0万吨/日；三期工程规模为10万吨/日。目前，三期工程正在进行设计前的准备工作。南通开发区污水处理厂的建成，大大减轻了开发区及沿江水体的污染负荷，保护了开发区及长江资源，直接改善开发区的水环境质量和开发区的投资环境，为招商引资创造了良好的条件，更为开发区在下个世纪持续、快速发展奠定了坚实的基础，带来良好的社会效益、环境效益和经济效益。通过南通开发区污水处理厂的建设和十多年的运行以及和同行业其他污水处理厂的经验交流，就设计中如何更好地满足建设单位在生产运行方面的需要，提出如下几点看法：
　　1、工艺流程的选择
　　污水处理的工艺流程主要根据进水水质和出水排放标准进行选择。目前城市污水一级处理方法为沉砂、沉淀；二级处理方法有活性污泥法和生物膜法两类。两类中又有很多具体工艺形式。三级处理用于污水的回用，多数污水处理厂没有设置。在选择污水处理的工艺流程时，除了考虑污水处理的要求与程度、处理工艺的先进性和实用性外，还需要考虑降低工程投资以及减少占地，在此过程中，对建设运行方来说更需要考虑运行费用和维护管理水平。对工艺流程的选择要就项目所处的地理位置、进出水的水质进行具体分析，并进行工程技术水平和经济合理性的比较。工程技术水平的比较包括污水、污泥处理工艺技术、主要单体的结构技术、自动控制技术方面是否先进合理等。工程经济合理性的比较包括以下指标：工程总投资、经营管理费用和处理成本等。由于污水处理厂的建设投资大，维护运营费更是长期负担，经济评价可以合理地确定污水处理项目的处理成本、年经营费和排污收费标准，选择最佳设计和投资方案，避免污水处理厂建成后，由于运行费用高而无法正常运转，或由于缺乏具有一定水平的维护人员，使自控仪表等设备闲置甚至报废。
　　2、污水处理设备的选择
　　由于科学技术的不断进步，污水处理的新技术和新的设备也不断涌现，是否把新的工艺和设备应用于项目的建设，是需要认真考虑的问题。一般来说，新工艺、新设备的选择应遵循以下的原则：技术上先进、可靠、实用、合理，经济上合理。这就要综合考虑设备的购置费、维修费、能源耗费等，通过技术经济分析方法，选择经济上合算的方案。污水处理厂运营费用中50%以上为能源消耗，因此，尽可能地选择节约能源的污水处理设备，不仅是污水处理厂设计人的责任，更是项目建成后保证污水处理厂正常运行的重要条件。在进行工艺选择时，尽可能选择成熟工艺和运行质量可靠的设备，这样可降低设备维修率，极有利于保证污水处理厂的正常运行。
　　3、平面与竖向布置
　　污水处理厂是为一个区域服务的，区域的建设和经济又是逐步发展的，因此污水处理厂的建设多为分期进行。在第一期工程建设后，扩建工程在原规划的预留地内进行建设。如果区域的经济建设处于较快的发展阶段，区内企业产量增加，污水量大增或污水厂的服务面积增大时，就会存在原设计规模与实际情况脱节，无法满足现状的情况。在这种情况下，应选用合理的工艺和池型，尽量减少占地来满足预留地面积有限的问题。
　　为了便于管理和节省用地，可以把几个构筑物和建筑物在平面、高程上组合起来，如曝气池和沉淀池的组合，反应池和沉淀池的组合，调节池与浓缩池的组合，变电间与鼓风机房的组合等。
　　在污水处理工艺流程中，各构筑物均有管道相连，在平面和竖向布置中，应尽可能紧凑，缩短管线，选用水头损失较小的进出水设施，使沿程水头损失达到最小，以降低提升能耗。
　　4、构筑物的防腐
　　一般的二级污水处理厂，应包括配水井、调节池、泵房、沉砂池、沉淀池、好氧生物处理构筑物、浓缩池、厌氧消化池等。在污水处理厂的构筑物中，设计单位考虑较多的是消化池的防腐要求，由于污泥中复杂的化学成份和不断产生的硫化氢等腐蚀性气体，会对消化池的水泥内壁产生强烈的腐蚀作用，目前一般使用的防腐材料为GSR无毒环氧防腐涂料。在其他的一些水处理构筑物中，则不做防腐涂层。由于污水中的化学成份十分复杂，污水对混凝土的腐蚀作用到底如何，尚无充分的数据说明，但在多年的运行中发现，污水对水泥的腐蚀作用是很强的。如我厂的进水泵房内壁5CM厚的混凝土保护层已被污水严重腐蚀，初沉池、二沉池集水渠道中的污水不断产生的腐蚀性气体使其上混凝土盖板保护层脱落，钢筋外露锈蚀而报废。污泥浓缩池走道板底的混凝土保护层也因污泥中产生的气体腐蚀掉入污泥浓缩机内，使浓缩机无法正常运转。由于污水处理厂运行后很难停产进行维修，尤其是进水泵房，停止运行进行维修的可能性几乎为零，因此，在污水处理工程中不仅要考虑消化池的防腐措施，其他的构筑物也都必须有良好的防腐措施来保证日后的生产运行，不仅直接接触污水、污泥的混凝土表面要有防腐措施，不直接接触污水、污泥，但接触由污水、污泥产生的腐蚀性气体的混凝土表面同样要有良好的防腐措施。
　　由于污水处理厂投资规模大，一旦建成不可逆转，为了使污水处理厂的运行能达到预计的效果，不仅要求设计人员有丰富的设计经验，还要求建设单位能从自身运营角度出发，根据工艺流程，针对本厂运行的特点，提出具体的要求，与设计单位进行充分沟通，使污水处理厂的设计更加完善，为以后的正常运行打下良好的基础。
　　参考文献
　　（1）《城市污水处理及污染防治技术政策》（建城[2000]124号）
　　（2）污废水处理设施运行管理北京出版设