市政污水处理的工艺流程主要包括以下几个阶段:
一、预处理阶段
格栅处理
粗格栅:污水首*入粗格栅,粗格栅的栅条间隙较大,一般在10-50mm之间。其主要作用是拦截污水中较大的漂浮物,如树枝、塑料桶、破布等大型固体杂物。这些杂物如果进入后续处理单元,可能会堵塞管道、损坏水泵和其他设备。例如,在暴雨天气,大量的树枝和垃圾会随着雨水流入污水管网,粗格栅能够有效防止这些杂物进入污水处理系统的深处。
细格栅:经过粗格栅后的污水接着进入细格栅,细格栅的栅条间隙较小,通常在3-10mm之间。它能够进一步去除污水中的较小漂浮物,如头发、纤维、食品残渣等。细格栅的拦截物相对较小,但同样会对后续处理过程产生不良影响,如在生物处理阶段,这些细小的杂物可能会包裹在微生物表面,影响微生物的代谢活动。
沉砂池处理
沉砂池主要用于去除污水中的砂粒、砾石等比重较大的无机颗粒。其工作原理是利用重力沉降,污水以一定的流速进入沉砂池后,由于过水断面的扩大,流速降低,使砂粒等无机颗粒在重力作用下沉淀到池底。根据水流方向和池型结构,沉砂池可分为平流式、竖流式和曝气沉砂池等多种类型。
平流式沉砂池构造简单,污水在池内水平流动,砂粒沉淀在池底的集砂槽内。竖流式沉砂池污水从中心管进入,在池内由下向上流动,砂粒在重力作用下下沉到池底。曝气沉砂池则是在池的一侧通入空气,使污水产生螺旋状的流动,这种流动方式有助于砂粒与有机物的分离,并且能够使砂粒表面的有机物在曝气过程中被氧化分解,提高沉砂的纯度。例如,在一些工业废水占比较大的污水中,曝气沉砂池可以更好地去除夹杂在污水中的金属碎屑和较重的矿物颗粒。
调节池处理(可选)
对于污水水质和水量波动较大的情况,会设置调节池。调节池的作用是均衡污水的水质和水量,使后续处理过程能够在相对稳定的条件下进行。例如,在一些工业集中区的污水处理系统中,不同工厂的排水时间和水质差异较大,调节池可以储存污水,通过搅拌机等设备使污水充分混合,调节pH值、水温等水质参数,避免对后续处理工艺造成冲击。

二、一级处理阶段
初次沉淀池
经过预处理后的污水进入初次沉淀池。初次沉淀池主要利用重力沉降原理,使污水中的悬浮固体沉淀到池底。沉淀过程中,污水在池内缓慢流动,悬浮物在重力作用下逐渐下沉,形成污泥。初次沉淀池的沉淀时间一般在1-3小时左右,表面水力负荷通常在1.5-3.0m³/(m²・h)之间。
根据池型不同,初次沉淀池可分为平流式、辐流式和竖流式。平流式初次沉淀池池体呈长方形,污水从一端进入,水平流过池子,悬浮物在池底沉淀,澄清水从另一端流出。辐流式初次沉淀池池体呈圆形,污水从中心进入,在向四周流动的过程中,悬浮物沉淀到池底,刮泥机将沉淀的污泥刮到池中心的污泥斗中。竖流式初次沉淀池污水从底部中心进入,向上流动,悬浮物在上升过程中沉淀到池底。例如,在处理生活污水时,初次沉淀池能够去除污水中约50%-70%的悬浮物,包括粪便、较大的食物颗粒等,从而*后续生物处理单元的负荷。
三、二级处理阶段
生物处理法
活性污泥法
曝气池:经过初次沉淀池后的污水进入曝气池。在曝气池中,活性污泥与污水充分混合,通过曝气设备向污水中充入氧气。活性污泥是由细菌、真菌、原生动物和后生动物等多种微生物组成的絮状体。微生物利用污水中的有机物作为营养物质进行新陈代谢,将其分解为二氧化碳、水和氨氮等。例如,在处理含有高浓度有机物的污水时,活性污泥中的微生物能够在数小时到数天内将大部分有机物降解。曝气池的水力停留时间一般在4-8小时左右,溶解氧浓度保持在2-4mg/L。
二次沉淀池:经过曝气处理后的混合液进入二次沉淀池。在二次沉淀池中,活性污泥在重力作用下沉淀到池底,澄清水作为处理后的出水排放或进入深度处理阶段。沉淀后的污泥一部分回流到曝气池前端,以保持曝气池内足够的微生物数量,回流比一般在20%-50%之间;另一部分则作为剩余污泥排出处理系统。二次沉淀池的沉淀时间一般在2-4小时左右,表面水力负荷通常在0.6-1.5m³/(m²・h)之间。
生物膜法
生物滤池:污水流经生物滤池时,滤料表面附着的生物膜对污水中的有机物进行分解。生物膜是由微生物在滤料(如碎石、塑料滤料等)表面生长繁殖形成的。污水以滴滤或淹没式的方式通过生物滤池,在滤料表面的生物膜中,微生物利用污水中的有机物进行有氧呼吸。例如,在一些小型污水处理厂或对水质要求较高的场合,生物滤池能够有效地处理污水,其对有机物的去除率可以达到80%-90%。
生物转盘:生物转盘是由一系列平行排列的圆盘组成,圆盘的一部分浸没在污水中。圆盘表面生长有生物膜,当圆盘缓慢旋转时,生物膜交替与污水和空气接触。污水中的有机物在生物膜与污水接触的过程中被微生物分解,同时,与空气接触时,生物膜中的微生物获得氧气进行呼吸作用。生物转盘的运行稳定,抗冲击负荷能力强,对污水中的有机物和氨氮有较好的去除效果。
四、三级处理阶段(深度处理)
混凝沉淀与过滤
混凝沉淀:经过二级处理后的污水,虽然大部分有机物和悬浮物已被去除,但仍可能含有一些细小的悬浮物和胶体物质。混凝沉淀是通过向污水中加入混凝剂(如聚合氯化铝、硫酸亚铁等)和助凝剂(如聚丙烯酰胺等),使水中的细小颗粒和胶体物质凝聚成较大的絮体,然后通过沉淀去除。在混凝过程中,混凝剂在水中水解形成胶体,这些胶体与污水中的悬浮物和胶体发生吸附、电中和等作用,使它们聚集在一起。沉淀过程通常在反应沉淀池中进行,污水在池中缓慢流动,絮体沉淀到池底。
过滤:过滤是利用滤料(如石英砂、无烟煤、活性炭等)进一步去除污水中的悬浮物,提高污水的清澈度。过滤设备有多种类型,如普通快滤池、虹吸滤池、V型滤池等。污水通过滤料层时,悬浮物被截留在滤料表面或内部孔隙中。例如,在一些对出水水质要求很高的污水处理厂,经过过滤后的污水,其悬浮物含量可以降低到很低的水平,满足回用水或严格排放标准的要求。
*处理
*是市政污水处理的后一道重要工序,其目的是杀灭污水中的致病微生物,如细菌、病毒、寄生虫卵等。常用的*方法有以下几种:
氯气*:氯气*是通过向污水中通入氯气,氯气与水反应生成次氯酸(HClO)和盐酸(HCl),次氯酸具有强氧化性,能够破坏微生物的细胞膜和蛋白质,从而杀死微生物。但是,氯气*会产生一些有害的副产物,如三卤甲烷等。
二氧化氯*:二氧化氯的*效果比氯气更好,它能够更有效地杀灭病毒和芽孢等顽固的微生物。二氧化氯在水中不会产生像氯气那样的卤代烃等有害副产物,是一种较为环保的*方法。它通过化学反应产生的具有强氧化性的自由基来破坏微生物的结构。
紫外线*:紫外线*是利用紫外线(UV)照射污水,紫外线能够破坏微生物的DNA结构,使微生物无法进行繁殖,从而达到*的目的。紫外线*具有快速、无化学药剂添加、不产生有害副产物等优点,但*后的水如果受到二次污染,微生物可能会重新繁殖。
经过上述完整的工艺流程,市政污水可以达到排放标准或回用标准,从而实现水资源的合理利用和环境保护的双重目标。