市政污水处理工艺流程及节能降耗分析

市政污水处理工艺流程及节能降耗分析

周小龙

上海春捷市政工程有限公司 上海上海市200120

摘要：水资源是人们生产生活必不可少的资源。 随着城市人口数量的不断增加和城市规模的持续扩大， 污水的产生量也呈现出显著的上升趋势， 导致城市水资源供应日趋紧张。尤其是在城市化建设速度越来越快的背景下，城市水污染问题却一直没有得到解决。近年，虽然政府一直努力解决城市生活污水问题，但却不能从根源上治理城市水污染。市政污水处理系统是城市重要的基础设施，然而，其运行过程中产生的能耗和药耗若能进一步降低，既可保障环境效益、社会效益，又可创造更多的经济效益。为此，研究市政污水处理系统节能降耗技术，具有重要实际意义和应用价值。

关键词：市政；污水处理；节能降耗  

市政污水指城市中产生的废水，由于早期污水处理技术与设施不完善，生活污水、工业污水等污水经市政污水处理系统在污水处理厂处理达标后直接排放至地表水体。生活污水污染现已成为环境污染的主要污染源之一，这与国家保护环境政策提出来的和谐、文明、宜居理念背道而驰，生活污水污染问题已成为城市发展中亟需解决的一项问题，加强水污染防治成为改善生态环境以及防治农业面临污染的重要举措之一。生活污水的收集以及处理，包括资源化的设施建设，不但关乎于城市文明建设的主要需求，同时也是避免城市出现地下水体污染，确保人们在生活的过程当中能够保持身心健康非常重要的保障。

一、市政污水处理工艺

市政污水处理工艺是一项至关重要的环保领域，涉及污水源头的处理、环境保护和资源回收。关于市政污水处理工艺的详细介绍。

1、污水处理概述

（1）污水来源与组成。污水的来源多元化，包括家庭生活污水、工业生产废水和雨水径流。家庭生活污水主要包含洗涤、沐浴和厨房排水，含有有机废物、油脂和残留固体。工业废水则涵盖了多种化学物质、重金属和有机废弃物。此外，雨水径流也会携带着路面油污、灰尘和其他污染物进入污水系统。

（2）处理前的预处理步骤。预处理阶段是确保后续处理步骤高效运行的关键。筛分作为第一道防线，通过过滤器和网格去除较大的杂质和固体废物。接着，沉淀过程利用重力将废物沉降到底部，减少水中固体颗粒。过滤方法则运用不同介质（如砂、炭）进一步净化水质，消除微小颗粒物和残留污染。这些预处理步骤是为了减轻后续处理工艺的负担，确保污水在进入更深层的物理、化学和生物处理过程前，已被初步净化。这不仅保障后续设备的有效运行，也提高了污水处理的整体效率。

2、污水处理工艺

（1）物理处理方法。物理处理阶段采用多种方法以消除污水中的不同形态的杂质。筛分操作利用不同孔径的网格或筛网，分离大颗粒物和固体废物，减少对后续处理设备的冲击。沉淀作为一种常用方法，借助重力将固体颗粒沉降到污水底部，以净化水质。过滤过程则使用多种介质，如砂、炭或膜，进一步清除微小颗粒物和微生物，使污水更为透明和洁净。

（2）化学处理方法。化学处理是通过添加化学药剂来改变污水中杂质的性质。混凝方法使用混凝剂，使微小颗粒凝聚成更大的凝块，便于后续处理过程中的分离。氧化过程则运用氧化剂（如臭氧或过氧化氢）去除有机废物，减少水中有机物质的含量。此外，通过中和方法，调整污水的酸碱度，以维持适宜的pH值，有助于后续处理工艺的进行和提高其效率。

（3）生物处理方法。生物处理利用微生物降解有机物，是一个环保高效的方法。生物滤池通过介质（如沙石）提供生物附着面，使微生物能够降解有机物。活性污泥法通过让污水与含有活性微生物的污泥混合，然后将活性污泥分离出来，实现有机物的去除。植物处理系统则利用植物的生长来吸收、降解有机废物，通过根系和微生物的协同作用净化水质。

二、市政污水处理的流程

某污水处理厂采用先进的水处理工艺，包括预处理、生化处理、深度处理和接触消毒。深度处理阶段，采用高效沉淀池和反硝化深床滤池相结合的方式，进一步净化水质，确保出水达到严格的排放标准。在接触消毒环节，则采用次氯酸钠进行杀菌消毒，确保水源的安全可靠。

1、预处理及初级处理。污水处理厂的工艺流程一般包括以下几个步骤：从污水源收集污水并将其送至污水处理厂。在进入主要处理设施之前先进行初级处理，初级处理也叫预处理，对于保障后续处理设施的稳定运行具有重要作用。预处理一般包括细格栅和沉砂池两部分，细格栅用于截留水中较小的漂浮、悬浮杂物，减少后续处理设施遭遇堵塞或设备磨损的可能性。沉砂池的主要功能在于清除污水中粒径大于 0.2 mm、密度达 2.65 t/m3的砂粒，以保护管道阀门等设施免受磨损和阻塞的侵袭。在城市污水处理厂的进水中，固体废物主要包含可沉降物、漂浮物以及一部分胶态的不易沉降的固体物质。在城市污水处理厂的一级处理过程中，初沉池被设置在格栅和沉砂池之后。这一环节主要是去除可沉降的固体物质，其去除效果高达 90% 以上：在沉降物质的过程中，那些无法在液相中漂浮的微小颗粒（约占总悬浮物的10%）会黏附在沉淀絮凝体上，一同下陷。此外，大部分漂浮物质在初步沉淀池内，将浮于污水表面，作为浮渣予以去除。而沉降至水底的物质则被视为污泥，被有条不紊地排出处理系统。

2、二级处理。初级处理后的污水通过管道引入活性污泥池中，与活性污泥进行接触和混合，在这个过程中，污水中的有机物被微生物降解为较为稳定的物质，并利用微生物的吸附作用去除悬浮物和有机物，活性污泥法通常采用曝气池，通过提供适宜的氧气和搅拌条件来维持微生物的生长和代谢。随后，由于活性污泥法处理后会产生剩余污泥，因此，需要对剩余污泥进行处理，一般会通过浓缩池对剩余污泥进行浓缩，将污泥与水初步分离，排出污泥含水率降至 95%~98%。随后可将部分清水回流至处理系统中，将剩余的污泥进一步进行脱水，以减少其体积和质量，便于后续处理或处置。

3、三级处理。如果初级处理和二级处理仍未达到出水要求，可以进行三级处理进一步去除总氮、总磷、SS 及粪大肠菌，减少污染物排放量。目前，除磷常用的絮凝沉淀方式主要有：网格絮凝斜管（斜板沉淀池）、折板絮凝平流池、高效沉淀池（高密度沉淀池）、磁混凝沉淀池，主要对二沉池尾水进行絮凝沉淀，进一步去除 SS 和 TP 及有机物等。进水属于低浊水，平流沉淀池占地面积大，主要用于大型给水厂，斜管、斜板沉淀池受水量波动影响较大。高效沉淀池工艺是污泥混凝、循环、斜管分离及浓缩等多学科理论的结晶，借助精心的水力布局与结构设计，打造一种集泥水分离与污泥浓缩功能于一身的新型沉淀技术。此工艺独具匠心的反应区与澄清区设计，尤其契合中水回用和各类废水严苛排放领域的实际需求。高效沉淀池作为一种先进的水处理设备，其设计精妙且实用，主要由反应区和澄清区两个部分构成。在这两大部分中，反应区又细分为混合反应区和絮凝反应区，这两个区域各自扮演着不同的角色，共同推动了水处理的进行。澄清区包括入口预沉区、斜管（沉淀）区以及浓缩区。在混合反应区，借助搅拌器的提升作用，迅速实现泥渣、药剂与原水的深度交融。随后，通过叶轮的再次升华，将反应物引入推流反应区，进行缓慢而持久的絮凝过程，从而孕育出规模庞大的絮凝体系。整个反应区（包括混合和推流反应区）能够产生大量的高密度、均质的矾花。这种独特的矾花结构，不仅提高了污泥在沉淀区的沉降速度，且不会对出水水质造成任何影响。

三、市政污水处理存在的问题

1、市政污水处理技术与现代化发展脱轨。大部分市政污水处理方法以生物学和化学两门学科为主，根据污水成分，向其中添加一些物质，使其得以与污水中的有害物质发生反应，而后采取过滤处理，从而达到污水排放标准。这种处理方法比较陈旧，需要人工现场采样，对样品的成分加以分析后，配置污水处理方法。采样操作、环境因素等均会对样品分析结果造成影响，导致污水成分判断结果与实际情况产生偏差。另外，污水处理以现场人工处理为主，缺少自动化污水处理装置，大部分设备需要人工操控，存在错误操作问题。然而，时代的快速发展，表现出当前污水处理技术较为落后，要求以科学技术为污水处理工具加以优化。

2、污水处理设施配备不完善。市政污水处理标准较高，需要多项参数均达到处理标准，然而当前污水处理厂配备的处理设施功能不完善。例如，缺少除臭装置。市政污水中很难避免臭气的存在，而现有的污水处理设施中，很少配备除臭装置，包括沉砂池、进水池、初沉池等。这些污水处理重要设施因缺少除臭装置，导致污水处理未能达到标准，存在大自然环境威胁，并且不满足再利用处理要求。

3、污水处理工艺及技术薄弱。当前关于污水处理新工艺的研究，缺少水资源再利用处理思想，与实际需求不符。另外，部分市政污水处理过程中容易对环境造成二次污染。虽然污水在排放之前会对其进行检测，待达标后排出，但是污水处理过程中未采取污染检测措施，导致污水处理厂的作业对环境造成了二次污染。由于污水处理操作技术薄弱，部分设施功能无法正确操作，需要加强技术培训。另外，一些污水处理技术较落后，与当前污水处理技术标准不符，急需创新污水处理技术，从优化工艺方案角度出发，提出新的处理方案。

四、市政污水处理节能降耗措施

1、设备的选型与日常维护保养。在市政污水处理节能降耗过程中，选择合适的设备类型，并在日常设备运行过程中做好对应的维护保养工作，能够有效降低设备能耗，达到节能降耗的目的。在日常的维护保养过程中，定期巡视和检查污水处理设备是否正常运行，发现问题及时处理，注意设备的密封性能、电气接线、传动部分等，可确保设备的正常工作。通过以上措施，能够有效提高市政污水处理系统的节能性能，降低能耗，实现节能减排目标。

2、积极利用再生水资源。建立再生水资源回收系统，引入适当的技术设备和处理工艺，建立再生水资源回收利用系统，对废水进行有效处理和处理后再利用，例如，采用膜分离、颗粒活性炭吸附、生物处理等技术，将污水中的有机物、悬浮物、溶解物等进行去除和净化，得到符合特定要求的再生水资源。其次，制定再生水资源利用政策与标准，制定相关的政策、法规和技术标准，明确再生水资源的利用范围、质量要求和使用限制。

3、引入新型节能技术。在市政污水处理节能降耗过程中，引入新型节能技术，能够有效实现节能降耗的目的。在引入新型节能技术时，采用分布式发电技术，如太阳能、风能等可再生能源，建立微网供电系统，可实现市政污水处理设施的独立供电，减少对传统能源的依赖，降低能耗。选择并使用能效高、节能性能好的设备和技术，例如，用高效泵、变频器、节能灯具等替换老化设备和改造传统设备，可提高设备的能效，降低能耗。

综上所述，水环境污染当中的污水危害性是特别大的，在污水进行排放之前，必须要对其进行有效的处理，达标排放，这已经成为目前社会发展过程当中亟需解决的问题，市政污水处理不仅能够更好的美化城市的环境，同时也能够确保社会和谐发展。因此，做好城市污水的处理工作尤为重要。本文详细介绍了城市污水的处理流程，包括预处理、二级处理、三级处理及反硝化过滤处理等环节。为了实现节能降耗的目标，市政污水处理应采取一系列措施，如加强设备的选型与日常维护保养、积极利用再生水资源、引入新型节能技术，只有这样才能够有序且高效的开展市政污水的处理工作，使人们的生活环境得到有效的美化，从而不断的推动和谐社会的发展。

参考文献 ：

[1] 陈洪斌，唐贤春，董滨. 市政污水处理厂工艺运行探讨 [J]. 环境工程，2020,24(6):19-22.

[2] 唐慧芳 . 城市环境污水处理过程节能优化控制方法研究与发展[J]. 消费导刊，2020(27):92.

[3] 潘清，贾永生 . 市政污水处理厂工艺运行探讨 [J].建筑工程技术与设计，2021(23):1538-1538.

[4] 陈洪斌，唐贤春 . 市政污水处理厂工艺运行探讨 [J].水处理信息报导，2020(3):45.