城市污水處理技術(shù)方案與運(yùn)行維護(hù)一、引言城市污水是生活污水、工業(yè)廢水與雨水的混合體，含有的有機(jī)物、氮磷營(yíng)養(yǎng)鹽、病原體及重金屬等污染物，若未經(jīng)處理直接排入水體，將導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化、生態(tài)系統(tǒng)破壞，甚至威脅人類健康。隨著《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB____）及地方更嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，城市污水處理已從“末端治理”轉(zhuǎn)向“資源化、低碳化、智慧化”的綜合管理。本文結(jié)合工程實(shí)踐，系統(tǒng)闡述城市污水處理技術(shù)方案的設(shè)計(jì)邏輯與運(yùn)行維護(hù)的關(guān)鍵要點(diǎn)，為污水廠的建設(shè)與運(yùn)營(yíng)提供參考。二、城市污水處理技術(shù)方案設(shè)計(jì)原則技術(shù)方案的合理性直接決定污水廠的處理效果、運(yùn)行成本與可持續(xù)性，需遵循以下核心原則：（一）達(dá)標(biāo)排放原則嚴(yán)格滿足國(guó)家及地方排放標(biāo)準(zhǔn)（如一級(jí)A、一級(jí)B或地表水準(zhǔn)Ⅳ類），重點(diǎn)控制COD、BOD?、NH?-N、TP、SS等指標(biāo)。例如，對(duì)于需回用的污水，需額外滿足《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T____）要求。（二）因地制宜原則1.水質(zhì)適配：根據(jù)進(jìn)水有機(jī)物濃度（如工業(yè)廢水占比高時(shí)，需強(qiáng)化厭氧預(yù)處理）、氮磷負(fù)荷（如生活污水為主時(shí)，選擇脫氮除磷工藝）選擇工藝；2.水量適配：考慮日均水量與峰值水量（如暴雨時(shí)的合流制污水），設(shè)置調(diào)節(jié)池或備用處理單元；3.場(chǎng)地適配：土地緊張的城市優(yōu)先選擇MBR、SBR等緊湊工藝；地形起伏大的地區(qū)可利用重力流減少能耗。（三）經(jīng)濟(jì)可行原則平衡建設(shè)成本（土建、設(shè)備）與運(yùn)行成本（電費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)）。例如，大中型污水廠選擇A2/O工藝（建設(shè)成本適中，運(yùn)行穩(wěn)定）；小型污水廠選擇生物接觸氧化法（維護(hù)簡(jiǎn)單，成本低）。（四）可持續(xù)性原則1.資源化：污水回用（綠化、工業(yè)冷卻）、污泥制肥（農(nóng)業(yè)利用）、甲烷回收（發(fā)電）；2.低碳化：采用厭氧處理減少曝氣能耗，利用太陽(yáng)能、風(fēng)能供電；3.易維護(hù)：選擇可靠性高、操作簡(jiǎn)單的設(shè)備（如旋流沉砂池比平流沉砂池更易維護(hù)）。三、核心處理工藝選擇與應(yīng)用場(chǎng)景城市污水處理的核心是生物處理（降解有機(jī)物、脫氮除磷），輔以物理、化學(xué)處理。以下是主流工藝的對(duì)比與應(yīng)用場(chǎng)景：（一）活性污泥法及其改良工藝活性污泥法是目前應(yīng)用最廣泛的生物處理工藝，通過(guò)曝氣池內(nèi)的微生物（活性污泥）降解有機(jī)物，二沉池實(shí)現(xiàn)泥水分離。1.傳統(tǒng)活性污泥法原理：進(jìn)水與回流污泥混合后進(jìn)入曝氣池，曝氣供氧使微生物分解有機(jī)物，隨后進(jìn)入二沉池沉淀，上清液排放，污泥部分回流。適用場(chǎng)景：大中型污水廠（處理規(guī)?！?萬(wàn)噸/日），進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定（如生活污水為主）。優(yōu)缺點(diǎn)：處理效果好（COD去除率≥85%），但占地面積大、易發(fā)生污泥膨脹（絲狀菌過(guò)度繁殖）。2.A2/O工藝（厭氧-缺氧-好氧）原理：通過(guò)厭氧池（釋磷）、缺氧池（反硝化脫氮）、好氧池（降解有機(jī)物、硝化、吸磷）的組合，實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷。適用場(chǎng)景：需滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（TP≤0.5mg/L、NH?-N≤5mg/L）的污水廠，如城市生活污水廠。優(yōu)缺點(diǎn)：運(yùn)行穩(wěn)定，脫氮除磷效率高（TP去除率≥85%、NH?-N去除率≥80%），但回流系統(tǒng)復(fù)雜（需污泥回流與硝化液回流）。3.SBR工藝（序批式活性污泥法）原理：采用序批式運(yùn)行（進(jìn)水→反應(yīng)→沉淀→排水→閑置），單個(gè)池子完成所有處理步驟。適用場(chǎng)景：小型污水廠（處理規(guī)模≤2萬(wàn)噸/日），水量變化大（如村鎮(zhèn)污水）。優(yōu)缺點(diǎn)：占地面積?。ū葌鹘y(tǒng)活性污泥法節(jié)省30%）、抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)，但自動(dòng)化要求高（需精準(zhǔn)控制各階段時(shí)間）。（二）生物膜法及其改良工藝生物膜法通過(guò)微生物附著在濾料上形成生物膜，降解有機(jī)物，無(wú)需污泥回流，適用于低濃度污水或老廠升級(jí)改造。1.普通生物濾池原理：污水通過(guò)濾料層，生物膜吸附降解有機(jī)物，濾后水經(jīng)二沉池排放。適用場(chǎng)景：小型污水廠（處理規(guī)?！?萬(wàn)噸/日），低濃度污水（COD≤200mg/L）。優(yōu)缺點(diǎn)：運(yùn)行成本低（無(wú)需曝氣）、易維護(hù)，但占地面積大、處理效率低（COD去除率≤70%）。2.MBBR（移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器）原理：在曝氣池中投放懸浮填料（如聚乙烯顆粒），生物膜附著在填料上，與活性污泥協(xié)同作用。適用場(chǎng)景：老廠升級(jí)改造（提高處理能力20%-50%），高沖擊負(fù)荷污水（如工業(yè)廢水與生活污水混合）。優(yōu)缺點(diǎn)：抗沖擊負(fù)荷強(qiáng)、占地面積小，但若填料選擇不當(dāng)（如密度不適），易導(dǎo)致池底堆積。3.生物接觸氧化法原理：將生物濾料浸沒(méi)在曝氣池中，曝氣供氧使生物膜降解有機(jī)物，無(wú)需污泥回流。適用場(chǎng)景：小型污水廠（處理規(guī)?！?萬(wàn)噸/日），生活污水（BOD?≤150mg/L）。優(yōu)缺點(diǎn)：處理效率高（COD去除率≥80%）、無(wú)污泥膨脹，但填料易老化（需定期更換）。（三）膜生物反應(yīng)器（MBR）原理：將膜組件（超濾或微濾）置于曝氣池中，替代二沉池實(shí)現(xiàn)泥水分離，活性污泥濃度（MLSS）可達(dá)____mg/L。適用場(chǎng)景：水質(zhì)要求高的污水（如中水回用、醫(yī)院污水），土地緊張的城市（如一線城市）。優(yōu)缺點(diǎn)：出水水質(zhì)好（SS≤10mg/L、COD≤30mg/L）、占地面積小（比傳統(tǒng)工藝節(jié)省50%），但膜易污染（需定期反沖洗與化學(xué)清洗）、運(yùn)行成本高（膜更換費(fèi)用占比大）。（四）厭氧處理工藝原理：在無(wú)氧條件下，厭氧微生物將有機(jī)物分解為甲烷（CH?）與二氧化碳（CO?），適用于高濃度有機(jī)廢水（COD≥2000mg/L）。適用場(chǎng)景：工業(yè)廢水預(yù)處理（如食品加工、造紙廢水），污泥穩(wěn)定化（厭氧消化）。優(yōu)缺點(diǎn)：能耗低（無(wú)需曝氣）、產(chǎn)生能源（甲烷可發(fā)電），但處理時(shí)間長(zhǎng)（需20-30天）、出水水質(zhì)差（需后續(xù)好氧處理）。四、輔助系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)核心工藝需配套預(yù)處理、深度處理與污泥處理系統(tǒng)，確保整體運(yùn)行穩(wěn)定。（一）預(yù)處理系統(tǒng)：格柵、沉砂池與調(diào)節(jié)池1.格柵：去除大塊雜物（塑料、纖維），保護(hù)后續(xù)設(shè)備。粗格柵（間隙10-20mm）用于去除大顆粒雜物，細(xì)格柵（間隙2-5mm）用于去除細(xì)小雜物。安裝角度60-75度，便于柵渣清理。2.沉砂池：去除無(wú)機(jī)砂粒（避免磨損設(shè)備）。旋流沉砂池（效率高、占地面積?。┻m用于大中型污水廠；平流沉砂池（易維護(hù)）適用于小型污水廠。3.調(diào)節(jié)池：調(diào)節(jié)水量水質(zhì)（如暴雨時(shí)的峰值水量、工業(yè)廢水的濃度波動(dòng)）。容積一般為日均水量的10%-30%，設(shè)置攪拌裝置（如潛水?dāng)嚢铏C(jī)）防止沉淀。（二）深度處理系統(tǒng)：過(guò)濾與消毒1.過(guò)濾：去除懸浮物與膠體（如二沉池出水的SS）。砂濾（常規(guī)深度處理，SS去除率≥80%）、活性炭濾池（去除有機(jī)物與異味，COD去除率≥20%）、超濾（中水回用，SS≤1mg/L）。2.消毒：殺滅病原體（如大腸桿菌）。chlorine消毒（成本低，但有消毒副產(chǎn)物如三鹵甲烷）、紫外線消毒（無(wú)副產(chǎn)物，能耗高）、臭氧消毒（效果好，成本高）。需根據(jù)出水用途選擇：生活雜用選紫外線消毒，工業(yè)回用選chlorine消毒。（三）污泥處理系統(tǒng)：濃縮、消化與脫水污泥占污水量的0.3%-0.5%（以含水率97%計(jì)），需處理后達(dá)標(biāo)排放或資源化利用。1.污泥濃縮：減少污泥體積（含水率從97%降至95%）。重力濃縮（成本低，適合活性污泥）、離心濃縮（效率高，適合生物膜污泥）。2.污泥消化：穩(wěn)定污泥（降解有機(jī)物，減少臭味）。厭氧消化（主流工藝，產(chǎn)生甲烷可發(fā)電，消化后污泥含水率95%）、好氧消化（能耗高，適合小型污水廠）。3.污泥脫水：進(jìn)一步減少體積（含水率從95%降至80%以下）。板框壓濾機(jī)（脫水效果好，泥餅含水率≤75%）、離心脫水機(jī)（效率高，適合大規(guī)模處理）、帶式壓濾機(jī)（成本低，適合中小規(guī)模）。五、運(yùn)行維護(hù)管理：從日常監(jiān)測(cè)到應(yīng)急處置運(yùn)行維護(hù)是污水廠長(zhǎng)期穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的關(guān)鍵，需建立“監(jiān)測(cè)-調(diào)整-維護(hù)-應(yīng)急”的閉環(huán)管理體系。（一）日常監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的工藝優(yōu)化1.水質(zhì)監(jiān)測(cè)：進(jìn)水：COD、BOD?、NH?-N、TP、SS、pH（每日1次）；出水：上述指標(biāo)+消毒劑殘留（每日2次）；活性污泥：MLSS（混合液懸浮固體濃度，____mg/L）、SVI（污泥體積指數(shù)，____mL/g）、DO（溶解氧，活性污泥法2-4mg/L、生物膜法1-3mg/L）（每日1次）。2.水量監(jiān)測(cè)：進(jìn)水流量、出水流量、回流流量（污泥回流比20%-50%、硝化液回流比100%-200%）（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)）。3.設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)：風(fēng)機(jī)（風(fēng)壓、風(fēng)量、電流）、水泵（流量、揚(yáng)程、電流）、格柵（運(yùn)行時(shí)間、故障次數(shù)）（實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)）。4.數(shù)據(jù)管理：建立數(shù)據(jù)庫(kù)（如采用SCADA系統(tǒng)），分析數(shù)據(jù)趨勢(shì)（如進(jìn)水COD升高，需增加曝氣量），生成日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)（重點(diǎn)關(guān)注出水達(dá)標(biāo)率、能耗）。（二）關(guān)鍵工藝參數(shù)的調(diào)整策略1.曝氣量調(diào)整：根據(jù)DO濃度調(diào)整風(fēng)機(jī)風(fēng)量。例如，活性污泥法中DO<2mg/L時(shí)，增加曝氣量；DO>4mg/L時(shí)，減少曝氣量（避免過(guò)度曝氣增加能耗）。2.回流比調(diào)整：污泥回流比：根據(jù)二沉池污泥濃度（一般為____mg/L）調(diào)整，若污泥濃度低，增加回流比；硝化液回流比：根據(jù)脫氮效果（NH?-N去除率）調(diào)整，若NH?-N出水超標(biāo)，增加硝化液回流比（如從100%提高至150%）。3.排泥量調(diào)整：根據(jù)MLSS與SVI調(diào)整。例如，MLSS>4000mg/L或SVI>150mL/g時(shí)，增加排泥量（避免污泥膨脹）；MLSS<2000mg/L或SVI<50mL/g時(shí)，減少排泥量（避免污泥老化）。（三）核心設(shè)備的維護(hù)與保養(yǎng)1.風(fēng)機(jī)：羅茨風(fēng)機(jī)或離心風(fēng)機(jī)是曝氣系統(tǒng)的核心，需定期維護(hù)：每1000小時(shí)檢查潤(rùn)滑油（若發(fā)黑或有雜質(zhì)，更換）；每2000小時(shí)更換空氣濾芯（避免灰塵進(jìn)入風(fēng)機(jī)）；每周清理進(jìn)氣口（防止堵塞）。2.水泵：潛水泵或離心泵用于提升污水，需定期檢查：每3個(gè)月檢查葉輪（若有磨損，修復(fù)或更換）；每6個(gè)月更換密封件（防止漏水）；每周清理進(jìn)水口（防止雜物堵塞）。3.格柵：機(jī)械格柵用于去除雜物，需定期維護(hù)：每周清理柵渣（避免柵渣堆積影響過(guò)水）；每1個(gè)月檢查傳動(dòng)裝置（如鏈條、齒輪，若有松動(dòng)，調(diào)整）；每3個(gè)月潤(rùn)滑軸承（用黃油）。4.膜組件（MBR）：膜污染是MBR運(yùn)行的關(guān)鍵問(wèn)題，需定期處理：每天反沖洗（用清水或?yàn)V液，沖洗時(shí)間10-15分鐘）；每1-3個(gè)月化學(xué)清洗（用檸檬酸（1%-2%）去除無(wú)機(jī)污染，用次氯酸鈉（0.5%-1%）去除有機(jī)污染）；每2-3年更換膜組件（若通量下降至設(shè)計(jì)值的50%以下）。（四）常見(jiàn)故障的診斷與處理1.污泥膨脹：原因：絲狀菌過(guò)度繁殖（DO不足、進(jìn)水C/N比低）或非絲狀菌膨脹（進(jìn)水有機(jī)物濃度過(guò)高、pH異常）；判斷：鏡檢（絲狀菌占比>30%）、SVI>150mL/g；措施：增加曝氣量（提高DO至3-4mg/L）、加藥（PAC（聚合氯化鋁）或PAM（聚丙烯酰胺），劑量5-10mg/L）、更換污泥（引入新鮮污泥，比例10%-20%）。2.曝氣不足：原因：風(fēng)機(jī)故障（如皮帶斷裂）、風(fēng)管堵塞（如積泥）、曝氣孔堵塞（如生物膜覆蓋）；措施：檢查風(fēng)機(jī)（修復(fù)或更換）、清理風(fēng)管（用高壓水沖洗）、沖洗曝氣孔（用壓縮空氣反吹）。3.出水超標(biāo)：原因：進(jìn)水水質(zhì)突變（如工業(yè)廢水偷排，COD驟升）、工藝參數(shù)調(diào)整不當(dāng)（如曝氣量不足）、設(shè)備故障（如風(fēng)機(jī)停機(jī)）；措施：加強(qiáng)監(jiān)測(cè)（增加進(jìn)水采樣頻率）、調(diào)整工藝參數(shù)（如增加曝氣量、提高回流比）、維修設(shè)備（盡快恢復(fù)風(fēng)機(jī)運(yùn)行）、啟動(dòng)應(yīng)急池（暫存超標(biāo)污水，待工藝穩(wěn)定后處理）。4.突發(fā)情況：暴雨：開啟備用泵（增加進(jìn)水能力）、利用調(diào)節(jié)池（儲(chǔ)存峰值水量）、降低處理負(fù)荷（如減少進(jìn)水）；停電：?jiǎn)?dòng)備用電源（柴油發(fā)電機(jī)）、停止進(jìn)水（避免污水溢出）、保持污泥回流（防止污泥沉淀）。（五）人員培訓(xùn)與管理制度建設(shè)1.建立操作規(guī)程：制定《格柵運(yùn)行規(guī)程》《風(fēng)機(jī)維護(hù)規(guī)程》《水質(zhì)監(jiān)測(cè)規(guī)程》等，明確操作步驟與注意事項(xiàng)（如風(fēng)機(jī)啟動(dòng)前需檢查潤(rùn)滑油位）。2.培訓(xùn)：定期開展技術(shù)培訓(xùn)（工藝原理、設(shè)備操作、故障處理）與安全培訓(xùn)（用電安全、化學(xué)藥品使用安全）。例如，每季度組織1次工藝培訓(xùn)，每半年組織1次安全演練（如氯氣泄漏應(yīng)急處理）。3.考核：建立考核機(jī)制，考核指標(biāo)包括出水達(dá)標(biāo)率（占比40%）、設(shè)備完好率（占比30%）、能耗（占比20%）、安全生產(chǎn)（占比10%）。對(duì)考核優(yōu)秀的員工給予獎(jiǎng)勵(lì)（如獎(jiǎng)金、晉升），對(duì)考核不合格的員工進(jìn)行培訓(xùn)或調(diào)整崗位。六、案例分析：某城市10萬(wàn)噸/日污水廠的實(shí)踐（一）項(xiàng)目背景該污水廠位于南方某省會(huì)城市，處理規(guī)模10萬(wàn)噸/日，進(jìn)水為生活污水（占比80%）與工業(yè)廢水（占比20%），進(jìn)水水質(zhì)：COD=400mg/L、BOD?=200mg/L、NH?-N=30mg/L、TP=4mg/L。要求出水達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)（COD≤50mg/L、BOD?≤10mg/L、NH?-N≤5mg/L、TP≤0.5mg/L）。（二）工藝選擇采用“A2/O工藝+深度處理（砂濾+紫外線消毒）”，污泥處理采用“厭氧消化+板框壓濾機(jī)”。A2/O工藝：實(shí)現(xiàn)同步脫氮除磷，滿足一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；砂濾：去除二沉池出水的SS（從20mg/L降至10mg/L以下）；紫外線消毒：無(wú)消毒副產(chǎn)物，滿足生活雜用要求；厭氧消化：產(chǎn)生甲烷（約1萬(wàn)立方米/日），用于發(fā)電（年發(fā)電量約200萬(wàn)千瓦時(shí)）；板框壓濾機(jī)：泥餅含水率≤75%，用于填埋或制肥。（三）運(yùn)行效果自2020年投產(chǎn)以來(lái)，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)：COD去除率≥90%（出水≤40mg/L）；BOD?去除率≥95%（出水≤8mg/L）；NH?-N去除率≥85%（出水≤4.5mg/L）；TP去除率≥87.5%（出水≤0.5mg/L）。（四）運(yùn)行維護(hù)經(jīng)驗(yàn)1.定期監(jiān)測(cè)SVI：每周監(jiān)測(cè)1次SVI，若超過(guò)150mL/g，及時(shí)增加排泥量（從每日500立方米增加至800立方米），避免污泥膨脹；2.調(diào)整硝化液回流比：根據(jù)NH?-N出水濃度調(diào)整，若NH?-N>5mg/L，將硝化液回流比從100%提高至150%，提高脫氮效果；3.加強(qiáng)膜過(guò)濾系統(tǒng)維護(hù)：砂濾池每