浅析城市新区污水处理厂的设计

唐垚智

摘要：笔者对城市新区污水处理厂的设计进行了探讨，为城市新区污水处理厂的科学合理设计提供参考。

关键字：污水处理厂，设计,处理工艺

中图分类号：S611文献标识码：A 文章编号：

引言：

随着我国改革开放力度的不断加大、市场经济体制的不断完善，我国城市化进程迅猛，城市新区建设数量激增。快速发展的城市化进程对城市水体污染治理等提出了更加严格的要求。城市污水处理厂的设计与建设必须满足城市可持续发展的需求。

由于城市新区建设是依照规划蓝图落实，新区污水处理厂设计缺乏全面的客观条件要素进行参照与支撑。因此，如何在城市规划的基础上对城市污水排放量及污水水质进行科学的预测评估，如何选用最优工艺兼顾设备运营成本与城市可持续发展的需求，是需要给排水工程师重点关注和重点解决的问题。笔者结合工作实践，就城市新区污水处理厂设计中的一些重点和难点问题谈一下自己的看法。

一．关于污水处理厂建设规模的确定

市政基础设施建设需按照城市总体规划实施，综合考虑环境效益和经济效益等因素。通常城镇排水系统中污水收集管道系统均按照城市远景规划一次性建成，但是污水处理厂的建设则需结合城市发展统筹近远期关系，逐步实施。因此，就城市新区来说，其污水处理厂的建设规模应当按以下步骤科学确定。

首先，必须科学确定污水处理厂总建设规模，即服务区域内远期规划总的污水量。通常，可采取以下两种方式预测。

1.根据《城市给水工程规划规范》(GB 50282-98)中的相关规定，结合地区的实际情况，按照城市单位人口综合用水量指标计算每日用水量。再依据《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000），采用排水系数法预测污水量。

2.参照《城市给水工程规划规范》中“城市单位建设用地综合用水量指标”确定综合用水定额，依据《城市排水工程规划规范》（GB50318-2000），采用排水系数法预测污水量。

其次，要重点考虑污水厂的分期建设。污水厂的近远期建设规模应与新区总体规划相结合，与新区的建设进度相匹配。通常，可根据新区的区域开发进度以及新区道路、污水收集管网建设进度，按照近期建成区面积达到的百分比估算近期污水量，亦可根据人口发展规模以及工业企业建设规模估算近期污水量，以确定污水厂近期建设规模。

二．关于污水处理厂进出水水质的预测

1.污水处理厂设计进水水质参数的确定

对于城市新区污水处理厂的设计来讲，确定其设计进水水质参数既是一个关键点又是一个难点。因为新区尚在规划阶段或开发建设初期，区域内污水收集系统及污水监测设施尚不完善，没有实际的水质监测数据可参考，未来污水厂来水情况完全是一个未知数。而进水水质又是确定污水厂设计方案的关键。笔者认为，此种情况下需综合考虑如下因素以确定污水厂进水水质设计参数：

（1）依据城市总体规划、详细规划及专项规划；

（2）结合当地的排水系统与排水管网的规划建设情况，根据污水的收集形式确定近期与远期水质的变化；

（3）充分了解当地居民生活习惯，较为科学的预测居民生活污水的水质情况；

（4）根据新区规划确定的产业结构科学预测工业废水水质情况；

（5）参考周边地区已建成的污水处理厂的实际运行数据；

（6）参考国内已建成的类似新区污水处理厂的实际运行数据；

（7）与当地环境保护管理部门密切结合，遵循当地法规条例及环保部门的具体要求。

2.污水处理厂出水标准的确定

污水处理厂出水标准的确定应重点遵循如下两个原则：

（1）控制出水中有害物质的总数，使其不会对周围环境造成不良影响。

（2）本着既重视社会效益、环境效益又重视经济效益的原则，从实际出发，力求做到提高出水水质且处理成本不会过高，确保建成后污水厂正常运行。

本着上述原则，污水处理厂出水标准应根据收纳水体的水环境保护要求以及国家和当地环境保护部门的具体要求，依照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）执行。

三、关于污水处理厂处理工艺的选择

1.新区污水处理工艺的选择应遵循如下原则：

（1）严格贯彻国家有关的政策法规，出水水质满足采用的排放标准要求，符合环境影响评价的要求。

（2）积极稳妥地采用先进的处理工艺和技术，在常年处理运转中要保证出水所要求的处理程度，保证处理效果稳定，技术成熟。

（3）近远期结合，统筹兼顾，全面设计，分期建设。根据新区的现状与规划发展具体情况，因地制宜地进行选择。

（4）运转管理方便，运转方式灵活，并可根据不同的进水水量、水质调整运行方式和参数，最大限度地发挥污水处理装置和构筑物的处理能力。

2. 城市污水处理厂常用污水处理工艺

城市污水中的污染物通常以有机物为主，国内外城市污水处理厂多采用生物法处理污水。生物法处理工艺中包括活性污泥法和生物滤池两大类，其中活性污泥法其处理效率高，应用最为广泛，笔者亦推荐采用此法。

活性污泥法主要有三种形式：①传统活性污泥法和它的改进型A/O、A2/O；②氧化沟；③SBR工艺。

传统活性污泥法是应用最早的污水处理工艺，它去除有机污染物的效率很高，而且能耗和运行费用比较低。近年来，随着对污水中氮、磷的去除提出更高的要求，活性污泥法相应出现了改进型，包括用于除磷的厌氧——好氧A/O工艺，用于脱氮的缺氧——好氧A/O工艺以及既脱氮又除磷的A2/O工艺。

氧化沟是活性污泥法的一种变型，在水力流态上不同于传统活性污泥法，是一种首尾相接的循环流。氧化沟具有传统活性污泥法的特点，去除有机污染物效率很高，也具有脱氮的功能。如果在前段增设厌氧池，还可增加除磷的功能。

SBR工艺是序批式活性污泥法，它的基本特征是在一个反应池中完成反应、沉淀、出水、排泥，省去了二沉池和回流污泥泵房，处理设施简单，处理效果好。

3. 污水处理厂的优选工艺

根据我国的现实情况以及多年城市污水处理厂的建设运行经验总结，不同规模城市污水处理厂适宜选择不同的处理工艺。通常：

大型城市污水处理厂（建设规模在10X104m3/d以上）的优选工艺为传统活性污泥法及其改进形式。与氧化沟及SBR工艺相比，该工艺最大的优势是能耗较低，运营费用较低，实践证明，污水厂规模越大，这种优势越明显。

中小型城市污水处理厂（建设规模在10X104m3/d以下）的优选工艺是氧化沟和SBR工艺，他们的共同特点是有机物去除效率高，处理设施简单，管理方便。并且，氧化沟和SBR工艺的抗冲击负荷能力强，对于水质、水量变化较大的小型污水处理厂更为有利。

4. 污水处理厂处理工艺的确定

污水处理厂的设计，应根据预测的进水水质，要求的出水标准，污染物的去除率要求，处理厂的建设规模等多方面因素选择合适的处理工艺，确定几个必选方案进行经济技术比较，以确定最优的设计方案。

四．结束语

城市污水处理厂的建设对于城市可持续发展具有重要的保障支撑作用，且污水处理厂的建设一次性投资大，常年运行费用较高，科学合理的进行设计尤为重要。城市新区污水处理厂的设计必须结合城市规划、相关案例以及设计经验进行科学掌控，特别是要科学确定污水处理厂的处理规模、进出水水质以及处理工艺，实现污水处理厂建设投资与运行成本最小化、效益发挥最大化。