摘要：对污水处理厂设计过程中涉及到的内容和问题进行了全面系统的分析介绍。首先对污水处理厂设计基本条件及影响因素，如进出水水质、水量、管网系统及规划年限等进行了分析；然后对几种常用的污水处理工艺进行分析比较，指出各自特点及适用范围；最后对设计中可能遇到的一些热点问题进行了探讨。
关键词：污水处理厂；工程设计；处理工艺
城市污水处理工程设计是一个综合性极强的系统工程，涉及的学科多，相关部门多，其中任何一个环节的不合理都会给工程设计带来影响，造成不同程度的损失。目前，我国排水领域在污水处理工程设计方面已渐趋规范化，各设计阶段的深度及工程设计内容基本满足国家有关规定，设计参数的选择也基本符合国家和各部门的相关标准和规范，但仍然有一些问题需予以重视并值得探讨。
一、垃圾渗滤液对污水处理厂的影响
目前，我国处理城市垃圾的主要手段为卫生填埋法。国外设计垃圾卫生填埋场时，进厂垃圾预先经过分类处理，将可焚烧，宜堆肥及回收的垃圾分别收集，使进入卫生填埋场的垃圾绝大部分为无机物，因而产生的渗滤液中有机物浓度较低。而我国由于垃圾分类迟迟未能推广，绝大多数城市采用混合垃圾卫生填埋，因而进厂垃圾有机成分较高，尤其是氨氮可高达数百甚至上千，给渗滤液处理带来极大困难，目前业内人士进行了大量的试验和研究，寻求一种在技术上和经济上合理可行的处理工艺，但其结果均不乐观。因此，国内一些城市，特别是中小城镇，当垃圾处理规模不大，且距城市污水处理厂较近时，往往将垃圾渗滤液经预处理或不经处理直接排入城市污水处理厂。这种情况下，设计城市污水处理厂时，需特别注意由于垃圾渗滤液高浓度废水的进入而给处理厂进水带来的水质变化。处理厂规模越小，其影响越大，渗滤液处理量与污水处理厂处理规模的比值越大，对设计参数选择、设备选型及工程费、运行费等影响越大。
二、城市污水处理厂的污水管网设计
城市污水管网担负着城市污水的收集和输送，是连接污水产生源和污水处理厂的重要的、不可缺少的环节，拟研讨的主要因素有以下几个方面：
污水管网规划年限。一般污水主干管或次干管都沿城市主干道或支干道敷设，而且由于大多为重力流，较其它市政管线埋设深，因此改建和扩建较为困难。一般应按远期污水量设计，在一些大城市和经济发达城市可按远景污水量设计。此外，根据管线重要性不同，设计年限亦有差异。一般城市主干管设计年限长，一次建成后相当长时间不再扩建，次干管、支管和接户管等设计年限可依次降低。根据《城市排水工程规划规范》，城市排水工程规划的期限应与城市总体规划期限相一致，设市城市一般为20年，建制镇一般为15～20年。笔者认为污水管网在城市主要道路下铺设时，至少按20年考虑，大城市和经济发达城市宜采用更长年限，而不可与污水处理厂远期建设年限（一般为10年）相同，具体规划年限应与当地规划部门及相关部门研究后确定。另外，由于污水处理厂设计年限一般采用近期5年，远期10年，而污水管网不小于20年，因此在设计城市污水管网时，必须用污水处理厂近、远期设计污水量对管网设计进行校核，特别需注意管内流速及考虑防止淤积所采取的有效措施。
排水体制。一般说，凡在新建市、区或扩建区建设污水处理工程时，宜采用分流制；在已建成合流制排水系统的旧城区、小城镇等，宜将原合流制直泄式排水系统改造成截流式合流系统；在雨量稀少地区，如我国西北的部分地区或者边远小城镇，由于污水处理规模小，街道狭窄，两侧建筑密集，施工复杂，无条件修建分流制排水系统，也可考虑采用合流制排水系统。目前我国较多城镇既有历史上已形成合流制的老城区，其建筑密集，街道狭小，难以改造成分流制；又有已建成或正在扩建的分流制的新城区。在这种情况下，可在同一污水处理工程服务范围（或流域范围）内，采用不同的排水体制，即新建区和扩建区采用分流制，而旧城区采用截流式合流制。采用截流式合流制时，需注意截流倍数n0的选择。一般n0的确定需根据所在城市水文、气象条件，水体环境功能要求及旱季污水量、水质和总变化系数等因素经计算确定。笔者认为在我国n0可采用1～3，当旱季污水水质较浓或溢流口在城市上游时，n0宜采用较大值，相反则采用较小值。值得注意的是，当截流倍数较大时，旱季和雨季污水量相差较大，污水处理厂的进水水量及水质都随之发生相应波动，造成冲击负荷。因此，在污水处理厂工艺流程设计和设计参数选择时，应对该水量、水质变化进行必要的分析和校核，保证处理厂出水稳定达标。
三、城市污水处理厂的臭气处理方法
随着对环境质量要求的提高和污水处理技术的发展，在设计污水处理厂的同时，考虑除臭设施已提到议事日程。目前我国制定的《城镇污水处理厂污染物排放标准》中已纳入有关大气污染排放标准，主要控制项目为氨、硫化氢、臭气浓度和甲烷气，监测采样点设在城镇污水处理厂下风向有臭气方位的厂界或防护林边缘敏感点处。
城市污水处理厂臭气产生的特点如下：①臭气种类多，属复合型臭气；②臭气浓度低；③臭气源范围广，整个污水处理厂均为臭气发生源；④臭气呈变化态；⑤臭气发生时间是连续的（24 h不停止）。虽然污水处理厂臭气面广，臭气浓度较低，但在处理厂内不同处理区臭气浓度和臭气量不同。一般说，城市污水处理厂臭气较严重的地区为预处理区、一级处理区和污泥处理区。该区域臭气产生量相对不多，但臭气浓度较高，应作为主要除臭对象区域。
根据日本有关资料中的测定数据，污泥处理区硫化氢浓度和氨浓度分别是预处理区和一级处理区的50倍和5倍，因此可以看出污泥处理区更是重中之重，设计时应优先予以考虑。另外，根据上海市政工程设计研究院为杭州四堡污水处理厂设计的生物脱臭系统的计算，若以污水处理厂总臭气量100%计，预处理区、一级处理区和污泥处理区的臭气量比例均为12·5%，而生物处理区为62·5%；但是，臭气浓度则相反，预处理区、一级处理区、生物处理区和污泥处理区的臭气强度分别为5 000，9 000，2 000和6 000。因此，建议在大城市、经济发达城市和重要旅游城市或因特殊原因厂址选择不能满足国家规定的卫生防护距离要求时，宜设置除臭设施。同时鉴于我国经济状况，宜将除臭设施建在预处理区、一级处理区和污泥处理区。
常用除臭方法有活性炭吸附法、化学药剂吸收法、土壤法及生物法。其中活性炭吸附法去除高浓度臭气效率低且价格高；化学药剂吸收法臭气去除效率低且操作管理复杂；土壤法则适合低浓度臭气去除但存在占地面积大等不足。目前国内外广泛采用生物除臭法，即利用微生物除臭，该法适合于各种臭气浓度的脱除，且具有效率高，不产生二次污染及运行费用低等优点。因此，在我国建议采用生物除臭更为经济合理。
参考文献
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