小型污水處理廠的設(shè)計(jì)
1 前言
在我國，隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，人民生活水平的提高，對生態(tài)環(huán)境的要求日益提高，要求越來越多的污水處理后達(dá)標(biāo)排放。在全國乃至世界范圍內(nèi)，正在興建及待建的污水廠也日益增多。有學(xué)者曾根據(jù)日處理污水量將污水處理廠分為大、中、小三種規(guī)模：日處理量大于10萬m3為大型處理廠，1-10m3萬為中型污水處理廠，小于1萬m3的為小型污水處理廠。近年來，大型污水處理廠建設(shè)數(shù)量相對減少，而中小型污水廠則越來越多。如何搞好中、小型污水處理廠，特別是小型污水廠，是近幾年許多專家和工程技術(shù)人員比較關(guān)注的問題。
不同規(guī)模的處理廠的設(shè)計(jì)原則基本相同，主要是以節(jié)省基建投資和運(yùn)行費(fèi)用的為主要目的，而實(shí)現(xiàn)的具體措施則有所不同。本文研究的是小型污水處理廠在設(shè)計(jì)中需注意的問題。與前面不同的是，本文的小型污水廠指的是日處理規(guī)模在3000-20000m3之間。筆者認(rèn)為，這種規(guī)模的污水處理廠，在工藝方案選擇、設(shè)備選型、總平面布置方面也存在值得總結(jié)和注意的原則和特點(diǎn)。
2 工藝方案確定
2.1方案比較
無論何種規(guī)模的處理廠，在確定污水處理工藝時(shí)，除了保證處理效果這一基本條件外，主要目的是降低基建投資，節(jié)省日常的運(yùn)行費(fèi)用，以求在保證達(dá)標(biāo)排放的前提下，使經(jīng)營成本zui小。要做到這一點(diǎn)，首先應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，選擇合適的處理工藝。小型污水廠處理廠往往具有這樣的特點(diǎn)：
?。?）由于負(fù)擔(dān)的排水面積小，污水量較小，一天內(nèi)水量水質(zhì)變化較大，頻率較高；
?。?）一般在城鎮(zhèn)小區(qū)或企業(yè)內(nèi)修建，由于所在地區(qū)一般不大，而且廠外污水輸送管道也不會(huì)太長。所以，其占地往往受到限制，處理單元應(yīng)當(dāng)盡量布置緊湊。
（3）一般要求自動(dòng)化程度較高，以減少工作人員配置，降低經(jīng)營成本。
（4）污水廠往往位于小區(qū)或工業(yè)企業(yè)內(nèi)，平面布置可能會(huì)受實(shí)際情況限制，有時(shí)可能靠近居民區(qū)或地面起伏不平等，平面布置應(yīng)因地置宜，變蔽為利。
（5）由于規(guī)模較小，一般不設(shè)污泥消化，應(yīng)采用低負(fù)荷，延時(shí)曝氣工藝，盡量減少污泥量同時(shí)使污泥部分好氧穩(wěn)定。
鑒于以上的特點(diǎn)，對于小型城市污水廠，SBR法及氧化溝法為首先考慮的工藝方案。這兩種工藝都具有以下優(yōu)點(diǎn)：
?。?）都屬*混合型，具有較高的耐沖擊負(fù)荷的能力；
?。?）一般不設(shè)初沉池，工藝簡化，節(jié)省占地；
?。?）一般采用低負(fù)荷延時(shí)曝氣方式運(yùn)行，處理效果好，污泥好氧穩(wěn)定，同時(shí)可減少污泥產(chǎn)量（如果污泥出路可靠，也可適當(dāng)提高負(fù)荷）；
氧化溝目前常用的有卡魯塞爾氧化溝、奧貝爾氧化溝、三溝及雙溝等交替式氧化溝等幾種形式，其中以前兩種更為常用。氧化溝的共同特點(diǎn)是污水在循環(huán)水池中流動(dòng)，曝氣方式主要采用表曝方式（近年來，也有鼓風(fēng)曝氣方式的氧化溝，也被稱作氧化溝池型的普曝，結(jié)合了氧化溝及微孔曝氣的優(yōu)點(diǎn)）。SBR工藝包括傳統(tǒng)SBR法、ICEAS工藝、DAT-IAT工藝、CAST工藝、UNITANK工藝等不同方法。從嚴(yán)格意義上講，交替式運(yùn)行的氧化溝實(shí)際上也是SBR工藝的一種。
SBR法與氧化溝相比又具有以下優(yōu)點(diǎn)：
?。?）SBR工藝省去二沉池和回流污泥泵房，使布置更加緊湊；
?。?）氧化溝的曝氣設(shè)—表曝機(jī)在運(yùn)行時(shí)，濺起水花較大，對周圍環(huán)境產(chǎn)生不利影響。某些特殊情況下，對污水廠有很高的環(huán)保要求，反應(yīng)池上部需要加蓋或增設(shè)上部建筑，以隔絕臭氣，這樣則會(huì)影響表曝的曝氣效率。
（3）由于SBR池是間歇運(yùn)行，很較強(qiáng)的調(diào)節(jié)能力，對于水質(zhì)水量變化較大的情況，也不需要高調(diào)節(jié)池（實(shí)際上，SBR池本身就有調(diào)節(jié)池的作用）。
?。?）在北方嚴(yán)寒地區(qū)，冬季室外氣溫較低，氧化溝的表曝曝氣方式也不適宜。
?。?）SBR池池深也不受限制，必要時(shí)可適當(dāng)加深。
綜合上述各種因素，在小型污水處理廠設(shè)計(jì)中，SBR工藝比氧化溝更廣泛的被采用。各種SBR法的特點(diǎn)及適用范圍見下表：
工藝名稱 反應(yīng)池分格 進(jìn)水方式 是否回流 適用規(guī)模 工程實(shí)例
傳統(tǒng)SBR 單池，不分格 間歇交替進(jìn)水 無 小型 全國幾百座小型污水廠
ICEAS 有中格墻分成預(yù)反應(yīng)區(qū)和主反應(yīng)區(qū)
連續(xù)進(jìn)水 需要回流 大、中型 昆明第三污水廠
DAT-IAT
中隔墻分為DAT池及IAT池
連續(xù)進(jìn)水 回流比200-300% 大、中型 天津開發(fā)區(qū)污水廠、撫順三寶屯污水廠
CAST 分為選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū)
間歇交替進(jìn)水
回流比20-35% 中、小型 鎮(zhèn)江新區(qū)污水廠
UNITANK
用隔墻分為三池 間歇交替進(jìn)水 無 中、小型
上海石洞口污水處理廠
小型污水處理廠主要的要求是操作簡單，布置緊湊，從上表比較而言，不需回流或回流很少的傳統(tǒng)SBR和CAST工藝成為設(shè)計(jì)的，而大型污水處理廠則要求連續(xù)進(jìn)水，否則進(jìn)水管線及閥門的設(shè)計(jì)流量將成倍增加。從國內(nèi)已建成的污水處理廠來看，大、中型污水處理廠如撫順三寶屯污水處理廠（25萬噸/日）、天津開發(fā)區(qū)污水處理廠（10萬噸/日）、昆明第三污水廠（15萬噸/日）、昆明第四污水廠采用的都是DAT-IAT工藝或ICEAS等連續(xù)進(jìn)水的處理工藝。相反，小型污水處理廠則壓倒多數(shù)的采用傳統(tǒng)SBR工藝，近年采用CAST工藝的也逐漸增多。對于UNITANK及近來興起的類似的MSBR（Modified SBR）工藝，目前應(yīng)用還不多，但不久很可能成為小型污水處理廠的熱門工藝。
2.2 CAST工藝的評(píng)述
CAST工藝是近年來在傳統(tǒng)SBR工藝上發(fā)起來的一種新型工藝，它是利用不同微生物在不同負(fù)荷條件下生長速率差異和污水生物除磷脫氮機(jī)理，將生物選擇器與傳統(tǒng)SBR反應(yīng)器相結(jié)合的產(chǎn)物。這種工藝綜合了推流式活性污泥法的初始反應(yīng)條件（具有基質(zhì)濃度梯度和較高的絮體負(fù)荷）和*活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)（較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力），無論對城市污水還是工業(yè)廢水都是一種有效的方法，有效地防止污泥膨脹。另外如果選擇器的厭氧的方式運(yùn)行，則具有生物除磷作用。
有資料介紹：由于CAST工藝引入了厭氧選擇器，使該系統(tǒng)具有很強(qiáng)的除磷脫氮能力。實(shí)際這種說法不*正確。因?yàn)榫兔摰?，CAST系統(tǒng)與傳統(tǒng)的SBR沒有太多的不同，靜止沉淀時(shí)的反硝化作用和同時(shí)硝化反硝化作用在脫氮過程中起主要的作用。而除磷方面，僅20-30%的回流比，則無法保證選擇區(qū)內(nèi)的污泥濃度，舉例而言，若反應(yīng)池內(nèi)的污泥濃度為6g/L（一般沒這么高），回流比為20%時(shí)，選擇的污泥濃度僅為1g/L。這樣低的污泥濃度是很難保證良好的除磷效果的。況且回流是在進(jìn)水同時(shí)進(jìn)行，這時(shí)處在曝氣階段，回流的混合液含有大量的溶解氧和硝態(tài)氧，也不利除磷。第三，生物除磷是通過排除富集磷的污泥來實(shí)現(xiàn)的，而系統(tǒng)長泥齡低負(fù)荷的運(yùn)行，產(chǎn)泥率很低，同樣無法保證良好的除磷效果。實(shí)際上，很多實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，CAST工藝往往都輔以化學(xué)除磷，以保證處理達(dá)標(biāo)。所以，許多資料所介紹的CAST工藝良好的除磷脫氮能力有必要進(jìn)行進(jìn)一步的探討和研究。
綜上所述，對于小型污水處理廠，傳統(tǒng)SBR工藝和CAST工藝是小型污水處理廠的工藝。這兩種工藝比較而言，CAST工藝有一定的生物除磷效果，而且在進(jìn)水污染物濃度很低的情況下，CAST工藝可有效的防止污泥膨脹。而傳統(tǒng)的SBR工藝則因沒有內(nèi)回流而使處理更為簡化。
2.3 主要工藝參數(shù)
主要的設(shè)計(jì)參數(shù)如泥齡、污泥負(fù)荷等，在條件允許的情況下應(yīng)進(jìn)行小試，加以確定。如果沒有條件，主要設(shè)計(jì)參數(shù)可按下表取值：
設(shè)計(jì)參數(shù)
推薦值
備注
實(shí)際污泥負(fù)荷
0.05-0.15KgBOD/KgSS·d
周期數(shù)
3-6/d
周期工作時(shí)間：4-8小時(shí)
高水位污泥濃度
2-5g/L
排出比
1/3-1/6
每周期排出體積與反應(yīng)池總積之比
泥齡
20-30d
池子個(gè)數(shù)
3座或2組（每組兩座）
至少三座以上
表中的污泥負(fù)荷有泥齡均為計(jì)算負(fù)荷和計(jì)算泥齡，實(shí)際的污泥負(fù)荷應(yīng)根據(jù)每周期的曝氣時(shí)間進(jìn)行相應(yīng)的折減。
3 各級(jí)處理單元
3.1 預(yù)處理
一般來講，溫度、PH值等如不過高或過低，可不設(shè)專門的調(diào)節(jié)池。因?yàn)镾BR池本身實(shí)際上就等于一個(gè)調(diào)節(jié)池。這也是SBR工藝用在小型污水廠中的一個(gè)非常重要的*性。
3.2 格柵
由于設(shè)計(jì)流量較小，導(dǎo)致格柵都比較小。比如規(guī)模為5000噸/日的污水廠，設(shè)粗細(xì)格柵各設(shè)兩臺(tái)，并聯(lián)設(shè)置，經(jīng)計(jì)算格柵尺寸如下表：
污水廠規(guī)模（噸/日）
5000
總變化系數(shù)取為
1.7
設(shè)計(jì)參數(shù)
細(xì)格柵
粗格柵
柵條間隙（mm）
20
5
柵前水深（mm）
300
500
過柵流速（mm）
0.8
0.8
安裝角度（°）
60
60
格柵寬度（mm）
300
350
由上表可見，處理規(guī)模5000噸/日的處理廠，總變化系數(shù)Kz=1.7時(shí)，計(jì)算得粗、細(xì)格柵尺寸都很小。這種情況下若采用機(jī)械格柵，渠道上部的驅(qū)動(dòng)部分及柵渣輸送機(jī)所需的空間一般都在2m以上，造成很大的空間浪費(fèi)，對于小型污水處理廠，格柵間往往有上部建筑，則增加了土建投資。所以在柵渣量不是很多的情況下，如果計(jì)算得格柵較小，可采用人工格柵代替機(jī)械格柵。
3.3 沉砂池
沉砂池一般選用鐘式沉砂池或類似產(chǎn)品。如果鐘式沉砂池池徑不太，沉砂池可采用碳鋼制成的成套設(shè)備。另外沉砂池進(jìn)出水渠也可采用相應(yīng)碳鋼制作。這樣不僅增加了方便施工安裝，而且由于尺寸較小，造價(jià)不見得高出鋼筋砼池多少。
3.4 曝氣系統(tǒng)
活性污泥法的曝氣方式可分為兩大類：鼓風(fēng)曝氣及機(jī)械曝氣兩大類。鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的主要設(shè)備是鼓風(fēng)機(jī)及擴(kuò)散系統(tǒng)。小污水廠的鼓風(fēng)機(jī)一般采用羅茨風(fēng)機(jī)及小型離心風(fēng)機(jī)。分散系統(tǒng)一般采用微孔曝氣器。但必須是適應(yīng)于間歇曝氣的運(yùn)行方式。鼓風(fēng)機(jī)往往安裝在SBR池旁邊，以減少管路系統(tǒng)的造價(jià)。由于污水廠較小，一般不設(shè)鼓風(fēng)機(jī)房，僅在鼓風(fēng)機(jī)上設(shè)罩棚。這主要適用于廠礦企業(yè)內(nèi)的污水處理廠，不嚴(yán)格控制噪音的情況。如果污水廠毗臨生活小區(qū)，若采用鼓風(fēng)曝氣則必須建鼓風(fēng)機(jī)房，同時(shí)還要有相應(yīng)的降噪措施，這樣情況下宜采用機(jī)械曝氣方式。
機(jī)械曝氣相對于鼓風(fēng)曝氣而言，具有噪音低、安裝簡單等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于小型污水廠。主要的機(jī)械曝氣設(shè)備原理、適用條件及參考生產(chǎn)設(shè)備廠家見下表。
序號(hào)
設(shè)備名稱
供氧量
深度
工作原理
參考廠家
1
離心式潛水曝氣機(jī)
2-90kgO2/hr
3-6m
潛水電機(jī)驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，排開污水，靠負(fù)壓吸入空氣，吸入的空氣與水混合，在離水力作用下向四周排出，達(dá)到傳氧的目的。
中國臺(tái)灣川源股份有限公司的AR系列產(chǎn)品；
南京藍(lán)深公司QXB系列產(chǎn)品；
2
射流式潛水曝氣機(jī)
0.5-8kgO2/hr
2-4m
利用水射器原理，以反應(yīng)池中的污水為介質(zhì)，經(jīng)水泵加壓，高速通過喉管，形成負(fù)壓，吸入空氣，并與污水充分混合，經(jīng)擴(kuò)散管噴出。也可采用設(shè)在反應(yīng)池外的干式泵結(jié)合水射器工作的方式
中國臺(tái)灣川源股份有限公司的GR系列；廣州綠藍(lán)環(huán)保公司QPJ系列產(chǎn)品；南京藍(lán)深公司QSB系列產(chǎn)品；
3
立軸式推流式曝氣機(jī)
7.5-24kgO2/hr
3-6m
曝氣機(jī)靠浮筒浮在水面上，驅(qū)動(dòng)軸與水面垂直，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)葉輪高速旋轉(zhuǎn)在葉輪前部中心區(qū)產(chǎn)生較強(qiáng)的負(fù)壓，將空氣從空心主軸吸入紊流室，攪動(dòng)后擴(kuò)散到污水中
浙江諸暨宏宇環(huán)保設(shè)備廠O2BG型設(shè)備；
4
斜軸式推流式曝氣機(jī)
5-30kgO2/hr
1-5.5m
原理同3，只是驅(qū)動(dòng)軸與水面呈0-45°的夾角，在具有曝氣功能的同時(shí)，也具有推流的作用。
上海明智環(huán)保公司代理的美國AIRE-O2系列產(chǎn)品；浙江諸暨宏宇環(huán)保設(shè)備廠O2JBG型設(shè)備；
上表中1、2類設(shè)備為潛水電機(jī)，具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便、噪音小、曝氣效率高等優(yōu)點(diǎn)，只是潛水電機(jī)對設(shè)備加工能力及設(shè)備自保護(hù)能力要求較高。而3、4類電機(jī)在水面上，運(yùn)行安全，壽命相對較長，但噪音較1、2稍大，安裝需要拉索，不太美觀。
在很多情況下，曝氣機(jī)都是設(shè)備。在近年來興建的小型污水廠中，上述四類曝氣機(jī)都被廣為采用。但相對于鼓風(fēng)曝氣動(dòng)力效率較低。
3.5 脫水機(jī)
一般可采用帶式脫水機(jī)。因?yàn)閲a(chǎn)設(shè)備較過關(guān)，設(shè)備費(fèi)用不高，不必連續(xù)運(yùn)行。雖然衛(wèi)生條件較差，但也可采取相應(yīng)措施進(jìn)行改善，如強(qiáng)制通風(fēng)或后面提到的除臭。在有條件的情況下，也可采用離心脫水機(jī)，以改善工作環(huán)境，減少加藥量。
4 總圖布置
4.1 輸配水
由于污水廠較小，各構(gòu)筑物之間一般用渠道相連，既節(jié)省了占地，又減少了水頭損失。有專家統(tǒng)計(jì)，采用渠道輸配水的污水處理廠的水頭損失要比管道輸配水的小2-3m。對于采用SBR法的小型污水處理廠，一般將沉砂池與SBR池通過渠道相連、污泥濃縮池與脫水機(jī)房和泥餅堆放場合建。這樣，在常規(guī)的設(shè)計(jì)中，小型污水廠內(nèi)至多有三個(gè)主要的處理單元：輔助生產(chǎn)區(qū)（含辦公、變配電及總控等）、水處理單元、泥處理單元。有時(shí)泥處理和水處理單元也可合建。
由于方便輸配水，各構(gòu)筑物采用了合建方式，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意距離較近的構(gòu)筑物的基礎(chǔ)處理，埋深上盡量接近。通過連接構(gòu)筑物的渠道應(yīng)做沉降縫。
多座反應(yīng)池的排泥管也可采用渠道而非管道和止回閥連接的方式，這樣不僅減少了設(shè)備的維護(hù)管理，而且沒有閥門堵塞的問題。連接方式如圖1。在小型污水處理廠內(nèi)多采用類似策略，可以大大節(jié)省工程費(fèi)用，方便維護(hù)管理。
4.2 總平面布置
小型污水處理廠受服務(wù)區(qū)域的現(xiàn)狀及污水收集輸送系統(tǒng)的限制，其廠址往往是小區(qū)內(nèi)或廠礦企業(yè)內(nèi)不規(guī)則、不好利用的地塊，有的高低起伏較大、有的存在地面障礙和架空線路、有的靠近居住區(qū)，這些不利因素在總平面布置時(shí)必須充分考慮。
一般來講，對于污水廠的現(xiàn)狀情況應(yīng)充分考慮，因地置宜，若廠址高差變化太大，廠區(qū)內(nèi)的設(shè)計(jì)地坪也應(yīng)隨之調(diào)整，采取不同標(biāo)高。整個(gè)全廠看來，呈臺(tái)階式布置。有條件的盡量放坡處理，不做擋墻，以節(jié)省土建投資。在護(hù)坡上做綠化小品，起到美化全廠、改善環(huán)境的目的。若空中有高壓線，則在地面上可考慮大量的進(jìn)行綠化，在滿足電氣相關(guān)規(guī)范的同時(shí)，盡可能的增加廠區(qū)的綠化面積。
圖1 剩余污泥管布置示意
再比如，如果廠址靠近居民區(qū)，則要在總圖上更要加以注意，首先污水及污泥處理構(gòu)筑物應(yīng)盡量布置在遠(yuǎn)離居民區(qū)的地方，而且在有條件的情況下，處理構(gòu)筑物可以采取增設(shè)上部建筑或加蓋的方式以減少對周圍環(huán)境的影響。必要時(shí)，增加相應(yīng)的環(huán)保措施。
5 環(huán)保措施
如前所述，在小型污水處理廠的設(shè)計(jì)，有時(shí)因毗臨居民區(qū)或處于小區(qū)內(nèi)的重要地區(qū)，往往有較高的環(huán)保要求，這就要求進(jìn)行必要的環(huán)保方面的考慮。大致可分為以下幾個(gè)方面。
5.1 降噪
盡量采用潛水電機(jī)。如水泵應(yīng)首先選用潛水泵，這不僅可以降低土建造價(jià)，而且同時(shí)減少污水處理廠的噪音。對于曝氣系統(tǒng)，應(yīng)選用機(jī)械曝氣方式而不是鼓風(fēng)曝氣方式。
5.2 處理構(gòu)筑物的處理
對于環(huán)保要求較嚴(yán)格的污水處理廠，可考慮在處理構(gòu)筑物增設(shè)上部建筑或加蓋的方式，以隔絕臭氣。如果增設(shè)上部建筑，可采用透光陽光板或彩色壓型鋼板的罩棚，外形做成圓拱形。其特點(diǎn)外形美觀，視覺效果好，設(shè)備設(shè)在室內(nèi)，便于維護(hù)管理。在高出地面的池子部分，做成天藍(lán)色或湖綠色彩帶。既與罩棚相呼應(yīng)，又減弱了純構(gòu)筑物的僵硬、呆板。陽光板的造價(jià)大約為300元/平米左右。而壓型板則較低，僅為100元/平米左右。
構(gòu)筑物上部加蓋的方式，是在其上設(shè)混凝土蓋板，在可能的情況下，在蓋板上可填300-500mm的土，種植綠化，增加全廠的綠化面積。這種處理辦法特別適用于需采用自重抗浮的情況。
兩種方法比較各有優(yōu)缺點(diǎn)，采用陽光板或壓形鋼板拱形罩棚的辦法，外形美觀，管理方便，但為了日常的檢修，往往需要增加吊車，另外，采用這種圓拱頂應(yīng)注意在嚴(yán)寒地區(qū)冬季結(jié)露的問題；第二種方案造價(jià)較省，但需在混凝土蓋板上開孔，以便池內(nèi)設(shè)備的安裝及維護(hù)管理。另外由于上部加了混凝土蓋，對于表曝機(jī)不太適合。
5.3 除臭措施
污水處理廠在污水處理的同時(shí)，會(huì)產(chǎn)生的具有異味的副產(chǎn)品。臭氣的主要成份是硫化氫（H2S）、氨、四硫醇類等，主要來自腐化污水和污泥。H2S在空氣中會(huì)有一部分氧化成為SO2，一般空氣中30%的SO2是由H2S轉(zhuǎn)化過來的。這些臭氣難免對周圍環(huán)境造成影響，為了減少臭氣對周圍環(huán)境的不利影響，在很多要求比較嚴(yán)格的小型污水處理廠內(nèi)，設(shè)置了生物除臭措施。常用的方法有：化學(xué)吸收法、生物法、土壤法三大類。
（1）化學(xué)吸收法是通過化學(xué)藥劑（主要是堿液）吸收空氣中的H2S等污染物。脫臭裝置由脫臭罐各及再生塔組成。罐體直徑與高度之比一般為：1：5左右，臭氣由通風(fēng)設(shè)備收集，通過風(fēng)道從罐體下部進(jìn)入脫臭罐。用濃度為2%-3%的碳酸鈉溶液作為臭氣吸收劑。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是：處理效果好，運(yùn)行穩(wěn)定，耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)；缺點(diǎn)是藥劑需定期更換，運(yùn)行費(fèi)用較高。
?。?）生物法是通過附著在填料上的生物膜來降解空氣中的臭味，生物膜生長、成熟并達(dá)到生物降解能力過程是一個(gè)生物培養(yǎng)的過程。生物膜中微生物需要的養(yǎng)料來自于污水中有機(jī)物，對于污水處理廠一般采用原污水對填料進(jìn)行噴淋。除臭罐空池停留時(shí)間為1-3min（可視臭氣濃度變化），進(jìn)氣流速2-3m/s。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是加強(qiáng)管理的情況下，處理效果良好，運(yùn)行費(fèi)用很低（相對于其它兩種方法），缺點(diǎn)是：處理效果受進(jìn)氣濃度影響，不太穩(wěn)定，對于噴淋污水中有機(jī)物濃度有一定要求。
?。?）土壤脫臭法是將氣體收集后通過管道輸入脫臭池底部并擴(kuò)散于其中的土壤內(nèi)（土壤以天然土、腐植土為宜），臭氣在通過土壤過程中受土壤顆粒表面吸附作用，多種致臭物質(zhì)被截留。經(jīng)過一段時(shí)間，在土壤顆粒表面可逐漸培養(yǎng)出針對致臭物質(zhì)的微生物，并可不斷將致臭物質(zhì)分解，完成脫臭。同時(shí)，土壤脫臭池表面可天然生長或人工栽植花草，形成良好的環(huán)境效果。土壤脫臭的優(yōu)點(diǎn)是投資少，運(yùn)行費(fèi)用低，且可與廠區(qū)綠化結(jié)合，無任何副產(chǎn)品產(chǎn)生。缺點(diǎn)是易受地下水及冬天低氣溫的影響，除臭效果一般。
在工程設(shè)計(jì)中，往往需要根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的除臭方案。
6 電氣自控設(shè)計(jì)
在廠區(qū)電氣自控的總體設(shè)計(jì)上，應(yīng)在允許的條件下，提高污水處理廠的自動(dòng)化程度。盡量做到無人值守。這一點(diǎn)對減少小型污水處理廠的單方經(jīng)營成本有很重要的意義。因?yàn)?，盡管污水廠較小，如果沒有自動(dòng)化程度較高的自控系統(tǒng)，往往需要按崗定員，這樣3000-20000噸/日的污水處理廠也需要10-30人。實(shí)際上，對于規(guī)模稍大的污水廠，定員也不過如此，所以相對人力成本很高。在條件允許的情況下，盡量提高污水廠的自動(dòng)化程度。有條件時(shí)，還可在反應(yīng)池等重要地方安裝攝像頭，以監(jiān)視污水廠的運(yùn)行狀況。
在電纜布置上，也有著與大型污水處理廠不同的特點(diǎn)。各處理構(gòu)筑物的電氣與信號(hào)電纜的鋪設(shè)應(yīng)盡量結(jié)合構(gòu)筑物上的管溝和渠道，從整體效果來看，整個(gè)處理構(gòu)筑物表面看不到任何電纜和管線的敷設(shè)，只有走道板及蓋鍍鋅鋼格板的管溝，既美觀又便于維護(hù)管理。在某些情況下，全廠的電纜溝可以借助某個(gè)構(gòu)筑物實(shí)現(xiàn)。一般來講，配電與信號(hào)傳輸從輔助處理單元（包括辦公及變配電）要到水處理和泥處理單元，無論是先經(jīng)過哪個(gè)處理單元，都可以在處理構(gòu)筑物的側(cè)壁上向池內(nèi)挑出管溝，做為管道與電纜的通道，服務(wù)于本處理單元的同時(shí)，又可使電力和信號(hào)到達(dá)另一個(gè)處理單元。這樣既方便了總圖的布置，又節(jié)省的工程造價(jià)。
7 工程實(shí)例
7.1沈陽采油廠污水處理廠
本項(xiàng)目位于遼寧省沈陽新民沈陽采油廠，污水日處理能力為6000立方米，該處理廠由大連樹源環(huán)保公司進(jìn)行總承包，于1999年底建成通水，并通過有關(guān)部門的驗(yàn)收。
該處理廠具有以下特點(diǎn)：
（1）位于沈陽采油廠居民區(qū)內(nèi)，離zui近的居民樓僅10米左右；
?。?）占地受限制，可用地僅為0.34公頃；
該廠原污水以采油廠基地的生活污水為主，含有少量生產(chǎn)廢水。進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)及處理程度見下表：
水質(zhì)及處理程度表
項(xiàng)目
進(jìn)水水質(zhì)（mg/L）
出水水質(zhì)（mg/L）
處理程度（%）
COD
300
120
60
BOD5
150
30
80
SS
250
30
88
該處理廠平面布置圖見圖2。針對該處理廠的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)采取了以下措施：
?。?）采用傳統(tǒng)SBR處理工藝，具有占地省，處理效果可靠，自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。
?。?）各處理構(gòu)筑物布置緊湊，如圖2所示：沉砂池（3）采用旋流沉砂池，與三座SBR池合建，由SBR池中間的渠道給三座SBR配水。泥處理單元由濃縮池（5）與脫水機(jī)房（6）合建組成。全廠占地面積僅為0.34公頃，但并不顯擁擠。
?。?）處理廠離居民區(qū)較近（離zui近的居民樓僅10米），故設(shè)計(jì)應(yīng)用了大量的環(huán)保措施和手段，使污水廠對周圍環(huán)境的影響降低到zui小程度：采用潛水射流曝氣機(jī)代替常用的鼓風(fēng)曝氣方式，zui大限度的降低噪聲；全部處理構(gòu)筑物加混凝土蓋板或設(shè)上部建筑，將構(gòu)筑物內(nèi)的臭氣進(jìn)行統(tǒng)一收集（根據(jù)不同構(gòu)筑物采用不同換氣次數(shù)），進(jìn)行土壤生物除臭。
7.2 鎮(zhèn)江新區(qū)污水處理廠
該處理廠位于江蘇省鎮(zhèn)江市鎮(zhèn)江新區(qū)內(nèi)，日處理量20000噸/日，近期先實(shí)施10000噸/日的規(guī)模。該工程由中興新環(huán)境技術(shù)有限公司總承包，目前正在進(jìn)行施工。
該處理廠的特點(diǎn)是：
?。?）地形較復(fù)雜，廠址內(nèi)由南到北高低不一，zui高與zui低處相差達(dá)5米。
?。?）高空有兩道110KV的高壓走廊，影響的總平面的布置。
?。?）污水廠在新區(qū)內(nèi)較繁華的地段，正對規(guī)劃的住宅區(qū)，有較嚴(yán)格的環(huán)保要求。
?。?）污水廠接納的化工企業(yè)污水及生活污水，可生化性尚可，有除磷脫氮要求。
該處理廠的原污水是生活污水和化工廢水的混合污水，進(jìn)出水質(zhì)及處理程度見下表：
水質(zhì)及處理程度表
項(xiàng)目
進(jìn)水水質(zhì)（mg/L）
出水水質(zhì)（mg/L）
處理程度（%）
COD
350
60
83
BOD5
185
20
89
SS
230
20
91
磷酸鹽
3
0.5
53
氮
40
15
63
該處理廠的總平面圖見圖3。根據(jù)上述特點(diǎn)，在設(shè)計(jì)中采用了如下措施：
（1）本處理廠采用CAST工藝，選擇器采用厭氧狀態(tài)運(yùn)行。以利于生物除磷。同時(shí)，由于對出水磷的濃度的要求較嚴(yán)格，所以采用化學(xué)除磷工藝，加強(qiáng)處理效果。
?。?）根據(jù)地形現(xiàn)狀，污水處理廠面布置成臺(tái)階狀，低處為辦公區(qū)，高處為生產(chǎn)區(qū)。生產(chǎn)區(qū)分水處理單元（由沉砂池與SBR池合建）、泥處理單元（由濃縮池、脫水機(jī)房及泥餅堆放場合建組成）及變配電室。
?。?）考慮離規(guī)劃的居民區(qū)較近，曝氣方式采用立軸式推流曝氣機(jī)，以減少噪音。同時(shí)在污水廠設(shè)計(jì)時(shí)，考慮了在SBR池上采用陽光板的措施以封閉臭氣，近期在對面居民區(qū)尚未實(shí)施的情況下，僅做相應(yīng)的預(yù)埋，以減少初期投資。
?。?）將污水處理廠內(nèi)水區(qū)及泥區(qū)的臭氣進(jìn)行收集，統(tǒng)一進(jìn)行生物除臭。目前也僅考慮預(yù)留，將來與SBR池拱形罩棚一并實(shí)施。
8 結(jié)論
規(guī)模在3000-20000m3/日之間的污水處理廠在本文中統(tǒng)一被稱為小型污水處理廠。這種規(guī)模的污水處理廠的工藝為SBR法，確切地講是傳統(tǒng)SBR工藝和CAST工藝，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)在設(shè)備選擇、總圖布置、環(huán)保措施等方面根據(jù)實(shí)際工程的具體特點(diǎn)，選擇合適的方案，以達(dá)到節(jié)省工程投資、降低經(jīng)營成本的目的。
