陳瑋軍

摘 要：近年來，隨著城鎮(zhèn)人口的增多，城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)得到良好的發(fā)展，但也增加了生活污水的排放量。有機(jī)物、病原菌、蟲卵等均包含在生活污水中，如果直接排放，將會(huì)嚴(yán)重污染水體，并對(duì)人類的身體健康產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，同時(shí)，氮、磷等也存在于生活污水中，這些物質(zhì)進(jìn)入水體后，可造成水體富營(yíng)養(yǎng)化。為避免生活污水危害的產(chǎn)生，需要采取相應(yīng)的技術(shù)手段處理，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)后再排放，基于此，文章在分析小型生活污水處理工藝流程的基礎(chǔ)上，具體的設(shè)計(jì)了小型生活污水處理方法，并評(píng)價(jià)了工程成本與效益，旨在為實(shí)際實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：生活污水；小型處理廠；處理工藝；設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：X703 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2017）20-0059-03

前言

近年來，頻繁的發(fā)生水污染事件，不僅嚴(yán)重威脅人類的身體健康，也在很大程度上阻礙了經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。鑒于水污染事件所形成的危害，有必要開展有效的治理工作，而生活污水作為主要的水污染事件來源之一，必然要采取科學(xué)的處理工藝妥善的處理，以使其危害降低，減少水污染事件的發(fā)生，促進(jìn)人與自然的和諧發(fā)展，保護(hù)水生態(tài)系統(tǒng)完整。

1 小型生活污水處理工藝流程分析

近年來，隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)市場(chǎng)的不斷開放，我國(guó)的工程技術(shù)人員與國(guó)外同行的技術(shù)交流愈加密切，吸收國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)和理念，形成了一些適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的技術(shù)，對(duì)解決和控制水體污染起了重大作用。首先污水處理部門要分析當(dāng)?shù)匚鬯慕M成含量，并結(jié)合實(shí)際情況形成具有可行性的污水凈化方案。污水凈化方案要具有運(yùn)行費(fèi)用低、操作簡(jiǎn)便、易于管理的特點(diǎn)，除此之外小型污水處理工藝應(yīng)滿足具備較強(qiáng)的抗負(fù)荷沖擊能力，能夠較好的應(yīng)對(duì)突發(fā)情況[1]。

生活污水屬于低濃度的有機(jī)廢水，其中具含有天然高分子物質(zhì)，這種物質(zhì)能夠通過化工方法降解，同時(shí)由于生活污水中還含有多種寄生性細(xì)菌，使污水具有良好的生化性，因此可以采用厭氧和好氧結(jié)合的方法將污水中的雜質(zhì)出去[2]。

在污水處理的過程中，首先需要一個(gè)厭氧過濾裝置，該過濾裝置主要由復(fù)雜的生物菌群組成，通過菌群內(nèi)的細(xì)菌和水解產(chǎn)酸菌和甲烷細(xì)菌反應(yīng)，完成一級(jí)厭氧處理，讓污水通過過濾床，能夠有效的完成一級(jí)過濾，清除大量的好氧細(xì)菌。為了能夠提升生活污水的處理質(zhì)量，在完成一級(jí)過濾后要進(jìn)行二級(jí)厭氧生物過濾。在完成二級(jí)過濾后將污水轉(zhuǎn)入氧化槽進(jìn)行好氧處理，此環(huán)節(jié)可以清除大量的厭氧細(xì)菌。常用的好氧生物處理方法有活性污泥法和生物濾池復(fù)合法，操作人員要根據(jù)污水的成分靈活選擇好氧處理方法，充分的清除微生物和懸浮物。在完成厭氧和好氧的處理后，將污水轉(zhuǎn)入沉淀槽內(nèi)，此環(huán)節(jié)主要是為了清除污水中的污泥，沉淀處理可采用豎流沉淀法，讓污泥沉淀在槽的底部，讓清水流出，此方法操作簡(jiǎn)便，排泥方便，易于管理，適用于多數(shù)的沉淀處理。完成沉淀處理后，污水已經(jīng)變清澈，但如果直接飲用還存在一定危害，此時(shí)水中還有人肉眼看不見的有機(jī)物和病毒，因此要將沖沉淀槽排除的污水轉(zhuǎn)入消毒槽內(nèi)，此環(huán)節(jié)主要是為了清除水中存在的大量有機(jī)物、蟲卵和大腸桿菌，尤其是大腸桿菌，消毒環(huán)節(jié)要采用漂白粉和漂白精，徹底清除污水中的大腸桿菌和微生物。在整個(gè)污水處理環(huán)節(jié)中，每個(gè)工藝流程都具有自身獨(dú)特的特點(diǎn)，首先是厭氧濾床，其能夠有效的將污水同懸浮物分離，并利用厭氧細(xì)菌初步分解水中的有機(jī)物，為下步沉淀打下了基礎(chǔ)，其次在氧化池中的凈化環(huán)節(jié)，氧氣能夠氧化大量的剩余有機(jī)物，并通過添加氧化劑，殺死水中厭氧細(xì)菌，完成水質(zhì)的初步凈化，同時(shí)將污水導(dǎo)入沉淀槽中，而在沉淀槽中污水可以同淤泥分離，讓上部的清水流入消毒槽內(nèi)，排除污泥。接下來將上層的清水導(dǎo)入消毒槽內(nèi)，通過固態(tài)氯和漂白粉的加入，進(jìn)一步殺死水中的大腸桿菌等微生物，實(shí)現(xiàn)生活污水的凈化[3]。

2 小型生活污水處理設(shè)計(jì)

2.1 城鎮(zhèn)居民生活用水情況分析

2.1.1 城鎮(zhèn)居民用水量定額

城市居民用水量在一般情況下都是有定額的，在這個(gè)定額內(nèi)的用水價(jià)格是較為便宜的，但是一旦超出了這個(gè)范圍用水價(jià)格就會(huì)上漲，這也是控制居民用水量的一項(xiàng)有效措施。這種對(duì)城鎮(zhèn)居民用水量定額的方式還可以培養(yǎng)了城鎮(zhèn)居民的節(jié)水意識(shí)，讓居民在日常的生活中做到對(duì)節(jié)水方式的習(xí)慣[4]。

2.1.2 城鎮(zhèn)居民污水排放的情況

城鎮(zhèn)居民的用水都是生活用水，其攜帶的污染物較少，在進(jìn)行污水處理的時(shí)候會(huì)比較容易一些，但是有些地區(qū)可能由于餐館較多，或者是位于商業(yè)區(qū)，導(dǎo)致用水量增多，并且污水內(nèi)攜帶的污染物較多。這種情況下就要根據(jù)不同的地區(qū)，來制定不同的污水排放量和污水?dāng)y帶的污染物量的監(jiān)督，爭(zhēng)取與污水處理系統(tǒng)達(dá)成共同的治理方式[5]。

2.1.3 污水處理廠的排放標(biāo)準(zhǔn)

所有的城鎮(zhèn)居民污水都要經(jīng)過污水處理廠的處理才能進(jìn)行再次的排放，在進(jìn)行污水處理的過程中需要進(jìn)行的化學(xué)處理有很多，對(duì)每一項(xiàng)處理技術(shù)都要進(jìn)行嚴(yán)格的工藝規(guī)定，并保證只有當(dāng)處理后的水質(zhì)達(dá)到相關(guān)的規(guī)定時(shí)才能進(jìn)入到下一步的處理環(huán)節(jié)。這樣對(duì)每個(gè)環(huán)節(jié)中的水質(zhì)都進(jìn)行檢查，保證最后流入到使用過程中的水也是符合質(zhì)量要求的。并且針對(duì)不同的地區(qū)的污水排放量和含有污染物質(zhì)量，要建造不同的污水處理系統(tǒng)[6]。

2.2 論證并選擇工藝方案

2.2.1 工藝方案的選擇與論證原則

在污水處理工作開展的過程之中，相應(yīng)處理方案的設(shè)定與工藝方案選取論證實(shí)踐活動(dòng)的開展，需要相關(guān)技術(shù)研發(fā)人員遵循指定的基本工作原則。在目前國(guó)內(nèi)社會(huì)有關(guān)生活污水處理的工作研發(fā)進(jìn)程之中，相應(yīng)處理工藝的選取原則的劃分，主要可以分為幾個(gè)不同方面的論述內(nèi)容。首先，相應(yīng)生活污水處理工藝方案的論證與選取，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵循城市整體污水處理工作開展的遠(yuǎn)期發(fā)展規(guī)劃。其次，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)秉承高水平的職業(yè)責(zé)任心認(rèn)知觀念，盡可能保障相關(guān)工藝內(nèi)容設(shè)定的安全性與可靠性。避免因處理流程設(shè)計(jì)的偷工減料，造成整個(gè)城市生活用水的二次污染。在最后，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合現(xiàn)代社會(huì)之中的信息化處理技術(shù)，將人工智能自動(dòng)化處理手段結(jié)合應(yīng)用到污水處理的工藝設(shè)計(jì)流程之中，最終實(shí)現(xiàn)整個(gè)污水處理工作開展的經(jīng)濟(jì)成本的逐步降低[7]。

2.2.2 污水處理工藝方案中指標(biāo)參數(shù)的確定

指標(biāo)參數(shù)信息的核實(shí)與確定，也是生活污水處理工藝方案論證與選取可靠性得以實(shí)現(xiàn)的重要前提條件之一。在目前國(guó)內(nèi)社會(huì)污水處理工藝的研發(fā)階段之中，城鎮(zhèn)生活污水BOD5的處理指標(biāo)應(yīng)當(dāng)控制在每升十毫克的含量范圍之內(nèi)，達(dá)到整體剔除效率在九十五個(gè)百分點(diǎn)以上的控制水平之上。在SS水質(zhì)成分含量的控制與處理方面，新型工藝方案的設(shè)定與選取，要求經(jīng)過處理過后的生活污水，實(shí)際SS成分含量可以控制在剔除率達(dá)到九十六個(gè)百分點(diǎn)以上的工作水平。在此基礎(chǔ)之上，城市生活污水當(dāng)中磷雜質(zhì)、氯化鎂等各種有害化學(xué)元素的剔除預(yù)處理等，也是需要相關(guān)技術(shù)人員在論證并選擇相應(yīng)污水處理方案時(shí)尤為關(guān)注。相對(duì)城市工業(yè)污水處理工藝方案的設(shè)定，生活污水處理對(duì)TP出水濃度的剔除處理效率要求較低。只要能夠?qū)⑾鄳?yīng)化學(xué)有害物質(zhì)的剔除率控制在九十個(gè)百分點(diǎn)左右的參數(shù)范圍之內(nèi)，即可達(dá)到生活污水處理的基本工作標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 確定工藝參數(shù)

污水處理占中進(jìn)水控制井和事故水井是非常重要的，主要是針對(duì)市政污水的進(jìn)入以及出現(xiàn)未經(jīng)處理的污水禁止向外排出，同時(shí)又能夠下游遭受污染而設(shè)置的事故水井，事故水井能夠保障所有進(jìn)入的污水能夠在當(dāng)前水井中進(jìn)行處理，保證污水不會(huì)向外流出，保障城區(qū)水源的安全，其中進(jìn)水控制井、事故水井的尺寸要根據(jù)流量來進(jìn)行控制，而且事故水井的潛水提升泵的型號(hào)、數(shù)量等相應(yīng)參數(shù)也要進(jìn)行設(shè)置[8]。

機(jī)械格柵是能夠截取污水中的殘留物，是布置在進(jìn)水渠道內(nèi)的必要設(shè)備，機(jī)械格柵通常要根據(jù)水量、材質(zhì)、間隙、主電機(jī)功率以及轉(zhuǎn)刷電機(jī)功率等方面參數(shù)進(jìn)行確定，機(jī)械格柵的數(shù)量也會(huì)根據(jù)水量的不同而進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，并且在放置位置方面也會(huì)有所不同，通常采用平行放置的方式，并且還要根據(jù)水流量計(jì)算出進(jìn)水渠道漸寬部分的長(zhǎng)度、通過格柵的水頭損失、柵槽總長(zhǎng)度等相關(guān)數(shù)據(jù)。另外污水提升泵房和調(diào)節(jié)池也是需要注重的，也就是說污水提升泵房要根據(jù)最大水流量來確定潛水排污泵的數(shù)量，并且每臺(tái)排污泵流量也是需要重視的。調(diào)節(jié)池是專門用來緩沖水量和調(diào)節(jié)水質(zhì)的，要根據(jù)場(chǎng)地實(shí)際情況，確定調(diào)節(jié)池的有效水深、占地面積以及有效的容積量等[9]。

2.4 環(huán)保節(jié)能與安全生產(chǎn)

在小型生活污水處理工藝和設(shè)計(jì)當(dāng)中，環(huán)保節(jié)能、安全生產(chǎn)等，都是十分重要的問題。在環(huán)境保護(hù)方面，注重出水對(duì)河流沿岸環(huán)境的影響，由于要求對(duì)處理污水出水回用，不可向臨近的河流進(jìn)行排放。由管網(wǎng)對(duì)污水處理廠的濾液、上清液、生活污水等進(jìn)行統(tǒng)一收集，和污水共同進(jìn)行處理，不會(huì)產(chǎn)生新的污染。污水處理后，將污泥制成泥餅的形式，具有較低的含水率。通過對(duì)泥餅性質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)和分析，發(fā)現(xiàn)可將污泥作為農(nóng)肥使用。對(duì)于鼓風(fēng)機(jī)房、泵房產(chǎn)生的噪音，通常是難以避免的，因此，需要采取一些措施進(jìn)行處理，例如采用減震墊、橡膠接頭、消聲器等方法，將對(duì)噪聲進(jìn)行削減。

在消毒工藝中，需要對(duì)二氧化氯消毒工藝進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)制作，所以有一定可能性會(huì)發(fā)生漏氯的情況。由于二氧化氯具有較高的毒性，因此，要采用有效措施預(yù)防漏氯的發(fā)生。同時(shí)，為了避免漏氣對(duì)工作人員造成傷害，在相關(guān)的地點(diǎn)，需要對(duì)感應(yīng)報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，同時(shí)對(duì)相關(guān)工作人員發(fā)放吸附面罩、氧氣罩等常備。此外，要對(duì)廠區(qū)環(huán)境進(jìn)行美化，達(dá)到30%以上的綠化面積，確保照明、通風(fēng)、采暖的良好供應(yīng)。在節(jié)能方面，對(duì)節(jié)能型潛水泵進(jìn)行使用，降低能耗。與變頻調(diào)速相配合，利用計(jì)算機(jī)優(yōu)化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)水泵高效運(yùn)轉(zhuǎn)[10]。

為了使不必要的損耗得到降低，對(duì)水量和水質(zhì)等，可以利用儀表進(jìn)行全程自動(dòng)化的控制和監(jiān)測(cè)。在廠區(qū)當(dāng)中，對(duì)于照明系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)等功能性設(shè)備，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況，進(jìn)行合理的使用，使能耗得到降低。為了確保安全生產(chǎn)，要在廠區(qū)中，對(duì)兩套生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)置，自行配備電源，避免發(fā)生斷電事故。在污水處理工藝中，對(duì)污泥濃縮脫水方法進(jìn)行應(yīng)用，沒有涉及到消化反應(yīng)，所以不會(huì)產(chǎn)生沼氣等危險(xiǎn)氣體。對(duì)安全監(jiān)督管理體系進(jìn)行監(jiān)理，根據(jù)校方要求設(shè)立防火栓，并對(duì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)置。

3 小型生活污水處理工程成本分析及效益評(píng)價(jià)

3.1 成本分析

根據(jù)國(guó)家相關(guān)小型生活污水處理方面的規(guī)定來看，污水廠進(jìn)行污水處理的成本需要包括能耗費(fèi)、人員工資費(fèi)、處理藥劑費(fèi)用、相關(guān)設(shè)備的檢修以及在處理過程中產(chǎn)生的其他不可預(yù)測(cè)的費(fèi)用等等。

第一，能耗費(fèi)。小型生活污水處理過程中所需要的電費(fèi)消耗量每日大約是1000kwh/d，電費(fèi)每度按0.5元計(jì)算，則每天需要消耗500元/d。

第二，藥劑費(fèi)。污水處理廠為了實(shí)現(xiàn)更好的進(jìn)行污水的處理工作。在進(jìn)行污水的處理過程中經(jīng)常會(huì)摻雜一些化學(xué)藥劑，來清除污水中所包含的有害物質(zhì)，防止在進(jìn)行污水處理后，有害物質(zhì)并沒有被完全的消除掉，仍然存在于水體當(dāng)中，對(duì)附近的水源或者周圍的環(huán)境造成二次污染問題。通常在污水處理中所需要購(gòu)買的化學(xué)藥劑為氯酸鈉和鹽酸，消耗0.6g的氯化鈉和1.2g的鹽酸才可以生成1g的二氧化氯，因此藥劑平均每克的花費(fèi)是0.0035元，那么污水廠每天的藥劑花費(fèi)大約為160元/d[11]。

第三，人員工資福利費(fèi)。污水廠的出水處理需要配備大量的勞動(dòng)力，勞動(dòng)力的工資標(biāo)準(zhǔn)要按照污水處理廠的具體所屬區(qū)域的人均收入標(biāo)準(zhǔn)來定，污水處理廠正常的勞動(dòng)人員工資費(fèi)用每人每個(gè)月為3000元。其中國(guó)家規(guī)定的法定假日照常休息，如果出現(xiàn)臨時(shí)加班或者節(jié)假日加班等情況時(shí)，每天的工資按照正常工資的3倍來支付。

第四，設(shè)備維修費(fèi)。污水廠進(jìn)行污水的處理工作單單僅靠人力是無法完成的，必須依靠相應(yīng)的技術(shù)設(shè)備，而污水處理廠的技術(shù)設(shè)備由于使用的次數(shù)比較頻繁，因此為了避免設(shè)備在使用過程中出現(xiàn)問題，導(dǎo)致污水的處理無法進(jìn)行，為污水處理廠的經(jīng)濟(jì)收益帶來不利影響等問題，必須要經(jīng)常對(duì)污水處理設(shè)備進(jìn)行更新和維護(hù)。但是對(duì)于設(shè)備的檢查和修理工作不是需要每天進(jìn)行，只需要定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行的保障。因此，設(shè)備的維修費(fèi)用沒有固定的數(shù)值，不能按每天的工作量來計(jì)算，智能算作是不可密閉的突發(fā)狀況產(chǎn)生的費(fèi)用，在這里姑且只按每個(gè)月4000元計(jì)算，設(shè)備的維修管理費(fèi)按每個(gè)月2000元計(jì)算。

第五，總體的運(yùn)行費(fèi)用。整個(gè)污水處理廠的運(yùn)行投入費(fèi)用為：每噸水處理費(fèi)用（550+168+200+200）/1000=1.12元/噸水。

3.2 效益評(píng)價(jià)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們物質(zhì)生活水平提高，對(duì)環(huán)境問題的關(guān)注度也越來越高。但是我國(guó)目前存在著污水處理問題導(dǎo)致對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了極大的惡劣影響。因此，在城鎮(zhèn)的周圍建立污水廠，保證城鎮(zhèn)中的生產(chǎn)生活所產(chǎn)生的污水都能夠得到妥善地處理，能夠有效地保護(hù)環(huán)境，降低對(duì)水土的濡染程度，起到了重大的環(huán)境效益和社會(huì)效益。

3.2.1 環(huán)境效益評(píng)價(jià)

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)的大力推動(dòng)下，我國(guó)的城市化進(jìn)程加快，城市生產(chǎn)生活用水量變大，使污水處理工作變得更加困難。因此，建立專業(yè)的污水廠能夠有效的解決城市水土污染等問題，促進(jìn)城鎮(zhèn)污水處理的進(jìn)步，對(duì)城鎮(zhèn)周圍的水體環(huán)境和衛(wèi)生都具有確切的保障。此外，污水如果得不到良好的處理，在炎熱的夏季很容易導(dǎo)致水體內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，產(chǎn)生極其難聞的氣味，嚴(yán)重的影響周圍群眾的日常生活，對(duì)環(huán)境也構(gòu)成了極大的威脅。因此，建立污水處理廠能夠使污水得到及時(shí)妥善的處理，避免其發(fā)霉變質(zhì)，影響鎮(zhèn)區(qū)內(nèi)人們的正常生活，使城鎮(zhèn)的環(huán)境評(píng)價(jià)等級(jí)得到顯著的提高[12]。

3.2.2 社會(huì)效益評(píng)價(jià)

建立污水處理廠可以有效地解決環(huán)境問題，給予環(huán)境確切的保障，有利于促進(jìn)城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高人民的生活質(zhì)量，并且對(duì)城鎮(zhèn)發(fā)展旅游等服務(wù)業(yè)都有著重要影響。此外，近幾年，針對(duì)環(huán)境問題日益惡劣的現(xiàn)象，國(guó)家為了保護(hù)環(huán)境推出了不少相應(yīng)的政策和措施，建立污水處理廠也是對(duì)國(guó)家提倡的綠色環(huán)?？沙掷m(xù)戰(zhàn)略一種積極響應(yīng)，對(duì)社會(huì)效益的評(píng)價(jià)具有極大的有利影響[13]。

4 結(jié)束語

通過相應(yīng)的工藝設(shè)計(jì)，小型處理工藝可以將生活污水中的有害物質(zhì)去除，使處理后的生活污水與排放標(biāo)準(zhǔn)相符合，減輕其對(duì)水體、環(huán)境、人類身體健康的影響，同時(shí)，本文所設(shè)計(jì)的小型處理工藝具有良好的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性，可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。不過，由于本人研究能力有限，本文設(shè)計(jì)結(jié)果還存在一定不足之處，如處理后的廢水再利用無法實(shí)現(xiàn)，因此，還需要進(jìn)一步的深化研究，并完善設(shè)計(jì)，以能充分地發(fā)揮其生活污水處理作用。

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