城市污水处理

指为改变污水性质

城市污水处理是指为改变污水性质，使其对环境水域不产生危害而采取的措施。城市污水处理一般分为三级：一级处理，系应用物理处理法去除污水中不溶解的污染物和寄生虫卵；二级处理，系应用生物处理法将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质；三级处理，系应用化学沉淀法、生物化学法、物理化学法等，去除污水中的磷、氮、难降解的有机物、无机盐等。至于采取哪级处理比较合理，应视对最终排出物的处理要求而定。

简介

一般城市污水主要污染物是易降解有机物，所以绝大多数城市污水处理厂都采用好氧生物处理法。如果污水中废水比重很大，难降解有机物含量高，污水可处理性差，就应考虑增加厌氧处理改善可处理性的可能性，或采用物化法处理。

通常城市污水处理以一级处理为预处理，二级处理为主体，三级处理很少使用。一般工厂排出的污水，至少应采取两级处理。由于二级处理排出的污泥有可能造成二次污染，因此，还要进行污泥处理。

水量变化

在人类的生产和生活过程中用过的水，绝大部分排入污水管道，但这并不说明污水量就等于给水量，因为有时用过的水并没有排入污水管道，如消防、冲洗街道水排入了雨水管道或蒸发掉，再加上污水管道的渗漏等造成了污水量小于给水量，一般城市的污水量约为给水量的80%～90%。另外在某些情况下，实际排入污水管道的污水量也可能大于给水量，如地下水经管道接口处渗入，雨水经检查井u流入以及工厂或其他用户没有分散的给水设备，这些用户的给水量可能未包括在城市集中给水量之内等等，这时就可能出现污水量大于给水量。

在不同的工业企业中，工业废水的排除情况很不一致，某些工厂的工业废水是均匀排出的，但很多工厂废水排出情况变化很大，甚至一些个别车间的废水也可能在短时间内一次排放，再加上工厂新工艺及新产品的出现等使城市污水的水质水量也随之不断地变化。综上所述，城市污水的水质、水量变化还与城市的发要状况、人民生活水平的高低、卫生器具的多少、城市的地理位置、气候和季节有关。

城市污水处理厂设施的设计规模取决于排入下水道的工业废水总量Q2和与雨水量Q3以及使用下水道的城市人口排污量。

所用工艺

城市污水处理技术就是利用各种设施设备和工艺技术，将污水所含的污染物质从水中分离去除，使有害的物质转化为无害的物质、有用的物质，水则得到净化，并使资源得到充分利用。

城市污水处理技术通常有物理处理技术、化学处理技术、物理化学处理技术、生物处理技术等。

典型的物理处理技术在城市污水处理中应用的有沉淀技术、过滤技术、气浮技术等。

典型的化学处理技术和物理化学处理技术有中和、加药混凝、离子交换等。

典型的生物处理技术有好氧性氧化分解和厌氧生物发酵技术。

城市污水处理工艺，实际上是以上这些技术的应用与组合。

城市污水处理工艺：城市污水处理工艺按流程和处理程序划分，可分为预处理工艺，一级处理工艺、二级处理工艺、深度处理工艺和污泥处理工艺，以及最终的污泥处置。

预处理

城市污水处理厂的预处理工艺通常包括格栅处理，泵房抽升和沉砂处理。格栅处理的目的是截流大块物质以保护后续水泵管线、设备的正常运行。泵房抽升的目的是提高水头，以保证污水可以靠重力流过后续建在地面上的各个处理构筑物。沉砂处理的目的是去除污水中裹携的砂、石与大块颗粒物，以减少它们在后续构筑物中的沉降，防止造成设施淤砂，影响功效，造成磨损堵塞，影响管线设备的正常运行。一级处理工艺：主要是初级沉淀池，目的是将污水中悬浮物尽可能地沉降去除，一般初次沉淀池可去除50%左右的悬浮物和25%左右的BOD5。

二级处理

主要是由曝气池和二次沉淀池构成，利用曝气风机及专用曝气装置向曝气池内供氧,主要目的是通过微生物的新陈代谢将污水中的大部分污染物变成CO2和H2O，这也就是耗氧技术。曝气池内微生物在反应过后与水一起源源不断地流入二次沉淀池，微生物沉在池底，并通过管道和泵回送到曝气池前端与新流入的污水混合；二次沉淀池上面澄清的处理水则源源不断地通过出水堰流出污水厂。

深度处理：是为了满足高标准的受纳水体要求或回用于工业等特殊用途而进行的进一步处理，通用的工艺有混凝沉淀和过滤。深度处理的末端往往还要有加氯要求和接触池。随着城市社会经济的高水平发展，深度处理是未来发展的需要。

污泥处理

主要包括浓缩、消化、脱水、堆肥或家用填埋。浓缩有机械浓缩或重力浓缩，后续的消化通常是厌氧中温消化，也就是厌氧技术。消化产生的沼气可作为能源燃烧或发电，或用于作化工产品等。消化产生的污泥性质稳定，具有肥效，经过脱水，减少体积成饼成形，有利运输。为了进一步改善污泥的卫生学质量，污泥还可以进行人工堆肥或机械堆肥。堆肥后的污泥是一种很好的土壤改良剂。对重金属含量超标的污泥，经脱水处理后要慎重处置，一般需要将其填埋封闭起来。

典型工艺

城市污水处理工艺仍在应用的有一级处理、二级处理、深度处理，但国内外最普遍流行的是以传统活性污泥法为核心的二级处理。

城市污水处理工艺的确定，是根据城市水环境质量要求、来水水质情况、可供利用的技术发展状态、城市经济状况和城市管理运行要求等诸方面的因素综合确定的。工艺确定前一般都要经过周密的调查研究和经济技术比较。最近几年国内应用较多的有A-O或A-A-O工艺、SBR工艺、氧化沟工艺等类型。A-O或A-A-O工艺也叫缺氧-好氧或厌氧-缺氧-好氧工艺。这一工艺的开发主要是为了满足脱氮除磷的需要，这是一种经济有效的生物脱氨除磷技术，我国南方不少污水厂就采用这一工艺。

SBR工艺也叫序批式活性污泥法工艺。这一工艺构筑物主要是一个池子既作曝气池又作二沉淀，管理简单，特别适合中小城镇的城市污水处理，对于较大水量的连续操作，处理一般要几套池子组合运行。氧化沟工艺是一种延时曝气的活性污泥法，由于负荷很低，而冲击负荷强，出水水质好，污泥产量少且稳定，构筑物少运行管理简单。氧化沟可以按脱氮设计，也可以略加改造现脱氮除磷。另外，城市污水处理还有传统活性污泥法的一些变型工艺，以及A-B工艺等一些工艺类型。

行业发展

20世纪50年代以后，全球人口急剧增长，工业发展迅速。全球水资源状况迅速恶化。一方面，人类对水资源的需求以惊人的速度扩大；另一方面，日益严重的水污染蚕食大量可供消费的水资源。

中国水资源人均占有量少，空间分布不平衡。随着中国城市化、工业化的加速，水资源的需求缺口也日益增大。在这样的背景下，污水处理行业成为新兴产业，与自来水生产、供水、排水、中水回用行业处于同等重要地位。

2007年，中国水污染治理投资达到3387.6亿元，比上年增加32%，占当年GDP的1.36%。中国水环境质量总体保持稳定。2007年，共取缔一级水源保护区内排污口942个，停建二级水源保护区内可能造成污染的建设项目1294个，限期治理931个。

截至2008年10月，全国设市城市、县及部分重点建制镇共建成污水处理厂1459座，日处理能力8553万吨（36个大城市共建成288座，日处理能力为3497万吨），分别比“十五”末期增加60.5%和42.6%，全国设市城市污水处理率已由2005年的52%增加到2007年的63%；在建城镇污水处理项目1033个，设计日处理能力约3595万吨。2008年1至10月，全国已投入运行的城镇污水处理厂累计处理污水达190亿吨，运行负荷率达到76%，同比分别增长了21%和约3个百分点。

在国际金融危机的背景下，中国采取继续扩大内需，促进经济增长政策，把环境保护放在突出的战略位置。2008年四季度新增的千亿元中央投资中，投向节能减排和生态建设的资金达120亿元。用于重点流域的水污染防治工程投资及用于城镇污水和垃圾处理设施、污水管网建设提速的资金高达60亿元，前者投资为10亿元，后者为50亿元。可以说，污水处理行业迎来空前的发展机遇。

国内行情

面临问题

我国污水处理面临着水污染严重, 污水治理起步晚、基础差、要求高的形势。近些年, 城市污水处理的建设有了很大发展, 截至2005 年6 月底, 全国661 个设市城市建有污水处理厂708 座, 处理能力为4 912 万立方米/d, 是2000 年的两倍多; 全年城市污水处理量162.8 亿立方米, 比2000 年增加了43%, 城市污水处理率达45.7%。但绝大多数城市的污水处理能力满足不了实际需要, 全国还有297 个城市没有建成污水处理厂, 其中,地级以上城市63 个, 包括人口50 万以上的大城市8 个; 位于重点流域、区域“ 十五”规划范围内的城市54 个。全国5 万多个城镇, 370 多万个村庄, 9 亿多人口居住地尚无污水处理设施。

与国际相比, 我国城市污水处理率较低, 其主要原因是我国的城市污水处理厂建设滞后。据资料介绍, 美国平均每1 万人就拥有1 座污水处理厂, 英国和德国每7 000?8 000 人拥有1 座污水处理厂。而我国城镇人口中, 平均每150 万人才拥有1 座污水处理厂。据建设部通报的全国污水处理情况, 已建成的污水处理厂, 除正在调试运行的外, 尚有不能正常运行的, 其原因主要有: 第一, 对污水处理组织管理不力, 致使有的污水处理厂已建成半年甚至近一年仍未运行。第二, 一些已建成污水处理厂的城市仍未开征污水处理费, 或收费标准和征缴率低, 污水处理设施运行经费难以保障。第三, 污水收集管网建设滞后, 污水处理厂运行负荷率低, 甚至难以运行。第四, 地方配套资金不落实, 影响污水处理厂调试运行。另外, 还有部分城市污水处理厂设计规模偏大, 过度超前, 造成设施能力部分闲置不能充分发挥效益。

当前现状

污水处理厂建设资金的短缺；进口设备的维修及设备备件的开发；污水处理工艺选择有一阵风的现象,不结合本地区的实际情况选热门工艺。

1、运营服务和高效监管，成为突出问题。运营管理越来越重要，越来越突出。由于下属企业数量多，分布广，对监管也提出了更高的要求。

2、污水处理企业在运营阶段，对管理水平的要求、对成本控制的要求在不断提升。

3、污水处理企业如何将行业中优秀污水处理厂的管理经验，推广到所有厂站，以提升公司整体管理水平。

管理方法

远程监视

通过将各污水处理厂、泵站的运行数据进行采集、传输、存储，并初步加工处理，使企业各级人员随时掌握生产运行情况。更适用于集团性企业对下属项目公司的远程监管。

生产运行

将水务企业生产运行过程中需记录的各类信息进行电子化，并实现对这些数据的分类、汇总、计算、导出等操作，减少数据重复填写，提高数据共享程度，极大减轻各级人员工作量，提高工作效率；结合污水处理专家多年的报表管理经验，制定和形成了一套充分满足水务企业管理的统计分析及报表，使企业的数据统计分析及报表生成更加规范、高效。各类记录数据都可自动生成、导出excel，各级管理人员都可以依据权限随时查看，为指导生产工艺管理提供基础数据支撑。

设备维护

以设备台帐为基础，以工作单的提交、审核、执行为主线，按照故障维修、预防维修、以可靠性为中心的维修和状态检修等几种可能模式，跟踪并管理设备的整个生命周期过程。运用现代信息技术提高设备运行可靠性与使用价值，降低维护成本与维修成本，保障企业生产运行。

能耗成本

智能抽取各类与能耗成本的相关的生产运行数据，进行统计汇总，实时生成各类能耗成本指标，使能耗成本的管理快捷、准确、高效。

水质化验

将水质化验管理进行标准化，使化验工作标准、规范、高效。

安全生产

建立完善的安全生产管理体系，实现安全生产和体系化管理。

运行考核

企业管理人员建立各项目标指标的考核标准及目标，并依照此目标配置相应考核标准项及考核打分方式，系统自动据此标准对考核涉及到的各部门人员，数据等进行评分，最终形成评估报告，给各级管理人员提供运行考核数据依据。实现精细化、目标化管理。

日常办公

企业日常工作中有很多需要申请、审批、执行或公示的文件，将这些工作进行网络化，对工作处理效率、节约办公经费具有重要意义。

小结

1、建立企业门户，解决企业信息传递脱节，“信息孤岛”问题。

2、实现污水处理企业的专业化、规范化、标准化的信息化管理模式，提高企业市场竞争力。

3、建立企业动态决策支持系统，实现专业化、科学化管理决策。

4、建立企业工作流平台，规范化、标准化工作流程，提高管理水平，实现有效监管。

5、健全企业预案库、知识库，提高人员知识水平和素质，保障安全高效生产。

6、建立智能化污水处理工艺模拟模型，实现生产优化调度，节约能耗，降低成本。

物联网运用案例

1、作为智慧城市试点重点单位武汉市在污水处理行业采用物联网污水处理综合运营管理平台，依托云计算技术构建、利用互联网将各种广域异构计算资源整合，以形成一个抽象的、虚拟的和可动态扩展的计算资源池，再通过互联网向用户按需提供计算能力、存储能力、软件平台和应用软件等服务。系统可以对污水处理企业的进、产、排三个主要环节进行监控，将下属提升泵站和污水处理厂的水量、水位、水质、电耗、药耗、设备状态等信息通过云计算平台进行收集、整合、分析和处理，建立各个环节的相互规约模型，分析生产环节水、电、药的消耗与处理水排水、生产、排放之间的隐含关系找出污水处理厂的优化生产过程管理方案，实现对污水处理企业生产过程的实时控制与精细化管理，达到规范管理、节能降耗、减员增效的目的。

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