试论生活污水处理厂的运行效能评估与优化

于晓东

韶关市城镇污水处理管理中心 广东 韶关 512026

摘要：随着城市化进程的加速和人口的增长，生活污水处理厂的重要性日益凸显。运行效能评估是提高生活污水处理厂效率和质量的关键，同时，优化措施可以进一步提升生活污水处理厂的性能和可持续性。本文旨在探讨生活污水处理厂的运行效能评估与优化方法，为生活污水处理厂的管理和改进提供了科学依据和实践借鉴。

关键词：生活污水处理厂；运行效能评估；优化策略；可持续性

一、引言

随着城市化进程的加快和人口的增长，工业发展的不断加快，使城镇的污水排放量大大增加。尤其是一些重点的一线城市，人口密集、生产生活用水量巨大，水资源紧张，生活污水处理厂面临着越来越大的压力。生活污水经过处理达标以后可以再进行回收和循环利用，如灌溉、冲洗路面等，这样水资源使用紧张的局面就能够得到一定的缓解。污水处理厂是城镇污水集中处理的集中场所，污水水源处理技术和节能技术是当前污水处理厂面临的不断发展的问题，为了确保生活污水处理厂的高效运行和可持续发展，对其运行效能进行评估和优化至关重要。从宏观角度来看，污水处理不仅对保护生态环境具有非常重要的影响，更对节约水资源，实现我国社会经济的可持续发展具有非常重要的意义。

二、几种常用生活污水处理工艺

以下是几种常用的城镇生活污水处理工艺：

1.活性污泥法：这是一种广泛应用的生物处理工艺，通过培养活性污泥中的微生物来分解污水中的有机物。活性污泥法包括传统活性污泥法、改良活性污泥法和序列间歇式活性污泥法（SBR）等。厌氧—缺氧—好氧活性污泥法工艺应用范围也十分广泛，是通过对厌氧区、缺氧区、好氧区进行不同组合及使用不同污泥回流方式去除水中需氧有机物等有机污染物，还可以去除水中氮、磷等活性污泥法处理生活污水，是一种较为成熟的生活污水处理办法，在我国占有20%以上污水处理市场。

2.生物膜法：该方法利用生物膜上附着的微生物对污水进行处理。生物膜法包括生物滤池、生物转盘和生物接触氧化法等。物理吸附工艺主要是以焦炭、活性炭、木屑、树脂、煤渣、活化煤等为吸附剂，对生活污水进行过滤。化学吸附工艺主要是靠化学键力作用，对生活污水进行深度处理。离子交换吸附工艺主要是依靠静电引力作用，去除水中如如汞、铬、铅、镍、银等重金属离子。吸附生物降解法工艺常用于净化水中如含硫化氢、氟等低浓度有机废气。吸附生物降解法工艺在操作方式上有静态间歇吸附方式和动态连续吸附方式两种。

3.氧化沟法：这是一种活性污泥法的变种，通过设置环形沟渠，使污水和活性污泥在其中循环流动，以提高处理效率。

4.厌氧-好氧处理法（A/O 工艺）：该工艺结合了厌氧和好氧过程，先在厌氧条件下进行酸化和发酵，再在好氧条件下进行有机物的分解和去除。

5.膜生物反应器（MBR）：这是一种将生物处理与膜分离技术相结合的工艺，通过膜过滤出水，提高出水水质。

6.土地处理系统：利用土地的自然净化能力来处理污水，如湿地、慢速渗滤和快速渗滤系统等。

7.物理化学处理：在生物处理之前或之后，可采用物理化学方法对污水进行预处理或深度处理，如格栅、沉砂池、絮凝沉淀、过滤和消毒等。

8.卡鲁赛尔氧化沟工艺：卡鲁赛尔氧化沟工艺主要是将连环式反应池作为生物反应池，由沟体、进出水装置、曝气设备、混合设备和导流组成，沟体的平面形状一般呈环形，也有些沟体呈现长方形、L形、圆形或其他形状，沟端面形状多为矩形和梯形，具有工作特性和独特水力学特征。优点是工艺稳定可靠，控制简单，不需要预沉池，污泥处于稳定状态，可以直接进行干化处理，降低占地成本和工程造价。

这些工艺可以单独使用或组合使用，以满足不同的城镇生活污水处理需求。选择合适的处理工艺需要考虑污水特性、处理目标、环境要求、经济成本等因素。

三、生活污水处理厂的运行效能评估

3.1评估指标体系

构建全面的评估指标体系是评估生活污水处理厂运行效能的关键，这些指标可能包括处理能力、出水水质、能耗效率、运行稳定性等。生活污水处理厂的运行效能评估指标体系通常包括以下几个方面： 1）处理能力：包括污水处理厂的设计处理能力和实际处理量，以及处理负荷率等指标。2）处理效果：评估污水处理厂对各项污染物的去除效果，如 COD、BOD、SS、氮、磷等的去除率。3）出水水质：监测污水处理厂的出水水质，包括各项污染物的浓度是否达到国家或地方排放标准。4）运行成本：分析污水处理厂的运行成本，包括能耗、药剂消耗、人力成本等。5）稳定性和可靠性：评估污水处理厂的运行稳定性和可靠性，如设备故障率、运行中断时间等。6）资源利用：考察污水处理过程中是否实现了资源的有效回收和利用，如污泥处理和回用等。7）环境影响：评估污水处理厂对周边环境的影响，包括噪声、恶臭等方面。8）社会效益：考虑污水处理厂在改善居民生活环境、促进经济发展等方面所带来的社会效益。以上是生活污水处理厂运行效能评估的一些常见指标体系，具体指标和权重可能因地区、污水处理工艺等因素而有所差异。

3.2数据收集与分析

通过收集和分析生活污水处理厂的运行数据，可以深入了解其效能状况，并确定潜在的优化空间。对生活污水处理厂的运行效能进行评估需要收集和分析多个方面的数据。以下是一些常见的数据收集和分析方法：1）进出水水质数据：收集进水和出水的化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、悬浮物（SS）、氨氮（NH3-N）、总氮（TN）、总磷（TP）等指标的数据。分析进出水水质的变化，以评估处理厂对污染物的去除效果。2）处理量和负荷率：记录污水处理厂的日处理量、平均负荷率以及高峰负荷率。分析处理量和负荷率的变化趋势，以评估处理厂的处理能力是否满足实际需求。3）运行参数：收集和分析污水处理厂各个处理单元的运行参数，如曝气时间、污泥回流比、药剂投加量等。通过对运行参数的分析，评估处理单元的运行效能。4）能耗数据：收集污水处理厂的用电量、药剂消耗量等能耗数据。分析能耗指标的变化，评估处理厂的能耗效率。5）污泥处理数据：收集污泥产生量、含水率、处理方式等数据。分析污泥处理的效果和成本，评估污泥处理环节的效能。6）设施设备状况：记录污水处理厂各个设施设备的运行状况、维修保养情况等。通过对设施设备状况的评估，判断是否存在影响运行效能的因素。7）环境影响评估：监测污水处理厂周边环境的水质、大气质量等指标，评估处理厂对周边环境的影响。在数据收集和分析过程中，可以使用统计分析方法、图表展示等手段，对数据进行可视化和对比分析，以便更直观地评估生活污水处理厂的运行效能。同时，还可以结合实际情况，提出改进措施和建议，以提高处理厂的运行效能。

四、生活污水处理厂的优化策略

4.1定期监测与分析

生活污水处理厂需要定期监测与分析，以确保其正常运行和有效处理污水。定期监测进入处理厂的污水的各项指标，如化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、悬浮物（SS）、氨氮、总磷等，以了解进水水质的变化情况。对进水水质、出水水质、水量等参数进行定期监测和分析，以便及时发现问题并采取相应的调整措施。

对出水水质监测处理后排放的污水的各项指标，以确保达到国家或地方规定的排放标准。

4.2优化工艺流程

根据实际情况，对处理工艺流程进行优化，提高处理效率和降低能耗。首先，预处理优化；可以采用更高效的格栅、沉砂池等预处理设备，提高悬浮物和颗粒物的去除效率，减少后续处理负荷。其次，生物处理优化；选择适合当地水质和处理要求的生物处理工艺，如活性污泥法、生物膜法等。优化生物反应器的设计和运行参数，提高生物处理效率和稳定性。再次，深度处理优化；在生物处理后，可以增加深度处理环节，如过滤、活性炭吸附、膜分离等，进一步去除残留的有机物、悬浮物和溶解性无机盐等。最后，污泥处理优化，优化污泥处理工艺，如采用厌氧消化、好氧消化等技术，减少污泥产量，提高污泥稳定性和资源化利用率。

4.3运营管理优化加强自动化与节能

加强运营管理，定期进行设备维护和检修，培训操作人员，确保处理厂的正常运行和达标排放。引入先进的自动化控制系统和信息化管理平台，实现对处理过程的实时监控和数据分析，提高运行效率。建立完善的自动化控制系统，实时监测和调整工艺参数，提高运行效率和稳定性。引入节能设备和技术，如高效曝气设备、节能泵等，降低能耗和运行成本。合理安排设备的运行时间，避免不必要的能耗。同时，探索使用可再生能源，如太阳能、风能等，降低运行成本。

五、结论

综上所述，生活污水处理厂的运行效能评估与优化是确保其高效运行和可持续发展的重要手段。通过构建科学的评估指标体系和实施相应的优化策略，可以提高处理厂的性能，降低环境影响，为社会的可持续发展做出贡献。

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