城镇污水处理设备工作原理及核心优势

一、城镇污水处理设备工作原理

城镇污水处理以 “去除有机污染物、控制氮磷排放、避免水体富营养化” 为核心目标，遵循 “分级净化、稳定达标” 的路径，分三大核心阶段，适配万吨级日处理规模(如 1 万 - 50 万 m³/d)：

1. 预处理阶段：去除粗大杂质与无机颗粒

此阶段针对城镇污水中 “泥沙多、杂物杂” 的特点(如雨水冲刷带入的落叶、塑料袋，生活污水中的食物残渣)，避免后续设备堵塞或磨损，保障系统稳定运行：

格栅过滤：采用机械格栅(粗格栅孔径 10-20mm、细格栅孔径 3-5mm)，通过链条传动自动捞除污水中的粗大固体(如树枝、织物碎片)，栅渣经压榨脱水后外运处置(避免二次污染);

沉砂处理：污水进入旋流沉砂池，通过水力旋流作用，使无机砂粒(密度>2.65g/cm³)与有机物分离，砂粒沉入池底后由吸砂泵排出(含水率≤60%)，避免砂粒磨损后续泵体、堵塞管道;

初沉分离：经沉砂的污水进入平流式或辐流式初沉池，利用重力沉降去除悬浮有机物(如粪便残渣、细小纤维)，悬浮固体(SS)去除率达 40%-60%，COD 去除率约 20%-30%，上清液进入核心处理阶段，底部污泥排入污泥浓缩池。

2. 核心处理阶段：降解有机物 + 脱氮除磷(关键环节)

城镇污水需重点控制氮(NH₃-N、TN)、磷(TP)排放(避免河流、湖泊富营养化)，核心工艺以 “活性污泥法” 为主，主流技术为 AAO 工艺、氧化沟工艺，实现 “有机物降解 + 脱氮除磷” 同步进行：

AAO 工艺(厌氧 - 缺氧 - 好氧工艺)：

厌氧段：污水与回流污泥混合，厌氧菌分解部分有机物，同时释放磷(聚磷菌将体内聚磷分解为可溶性磷)，为后续除磷做准备;

缺氧段：通入少量污水(不曝气)，反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将好氧段产生的硝态氮(NO₃⁻-N)还原为氮气(N₂)，TN 去除率达 70%-80%;

好氧段：通过鼓风曝气(采用微孔曝气器，氧利用率达 25%-35%)，好氧菌将有机物(COD、BOD)分解为 CO₂和 H₂O(COD 去除率达 85%-95%、BOD 去除率达 90%-98%)，同时聚磷菌过量吸收磷(TP 去除率达 80%-90%)，硝化菌将氨氮转化为硝态氮;

氧化沟工艺(适用于中小型城镇，如 5 万 m³/d 以下)：

采用环形沟渠式反应器，通过转刷或倒伞式曝气机实现 “曝气 - 推流” 一体化，污水在沟渠内循环流动(水力停留时间 15-30h)，兼具好氧、缺氧环境，无需单独分池即可实现脱氮除磷，运行管理简单(减少设备切换)，抗冲击能力强(适应雨季污水量骤增);

污泥回流与剩余污泥排放：好氧段混合液部分回流至缺氧段(回流比 100%-200%)，维持反硝化菌浓度;剩余污泥(含过量聚磷菌)排入污泥处理系统，避免活性污泥膨胀。

3. 深度处理阶段：确保达标排放与尾水回用

城镇污水需满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级 A 标准(核心指标：COD≤50mg/L、BOD≤10mg/L、NH₃-N≤5mg/L、TP≤0.5mg/L、SS≤10mg/L)，此阶段聚焦 “精细净化” 与 “尾水资源化”：

深度过滤：二沉池上清液进入滤布滤池或 V 型滤池，通过石英砂、无烟煤双层滤料，去除残留的细小悬浮物(SS)、胶体颗粒，SS 去除率达 80% 以上;

深度除磷(强化措施)：针对 TP 达标要求，在过滤前投加聚合氯化铝(PAC)或硫酸亚铁，生成磷酸铝、磷酸铁沉淀，与悬浮物一同被滤料截留，确保 TP≤0.5mg/L;

消毒处理：采用紫外线消毒(无化学残留)或次氯酸钠消毒(成本低)，杀灭水中大肠杆菌(≤3 个 / L)、病原体，避免尾水排放后污染水体;

尾水回用(可选)：达标尾水经反渗透或超滤处理后，可作为市政用水(如道路冲洗、公园绿化灌溉)、工业冷却用水，水资源回收率达 70%-80%(契合海绵城市建设需求)。

二、城镇污水处理设备核心优势

1. 规模化处理能力强，适配城镇大流量需求

设备采用 “模块化集群设计”，可通过并联多组反应器(如多系列 AAO 池、多沟渠氧化沟)提升处理规模，单厂日处理量可达 50 万 m³ 以上(适配大城市需求)，小至 1 万 m³/d(适配县城、乡镇);

核心设备(如曝气风机、刮泥机)采用大功率、高稳定性型号(如离心式曝气风机，风量可达 10000m³/h 以上)，持续运行寿命超 8000 小时 / 年，满足城镇污水 24 小时不间断处理需求。

2. 脱氮除磷效率高，契合环保硬指标

主流 AAO 工艺可实现 “COD、BOD、NH₃-N、TP” 同步去除，核心指标均能稳定达到 GB18918-2002 一级 A 标准，避免尾水排入河流、湖泊导致蓝藻爆发;

针对低碳源城镇污水(如北方冬季生活污水碳源不足)，设备可配套 “碳源投加系统”(如投加乙酸钠)，确保反硝化效率，TN 去除率稳定在 75% 以上。

3. 抗冲击能力突出，适应城镇水质水量波动

配备 “应急调节池”(有效容积为日处理量的 10%-20%)，可缓冲雨季雨水汇入导致的水量骤增(如短时水量超设计值 1.2 倍)，或工业废水混入导致的水质波动(如 COD 短期升至 800mg/L);

氧化沟、CAST(循环式活性污泥法)等工艺通过 “水力停留时间长、污泥龄长”(污泥龄 15-25 天)，减少水质波动对微生物菌群的影响，避免系统崩溃。

4. 运行成本低，适配市政长期运维

能耗低：采用节能曝气风机(比传统罗茨风机节能 20%-30%)、变频水泵(根据水量自动调节转速)，处理 1 吨污水能耗约 0.25-0.5 度(低于工业污水处理设备);

药耗少：核心处理依赖生物代谢，仅深度除磷、消毒阶段投加少量药剂(如 PAC 投加量 20-50mg/L)，药剂成本约 0.1-0.3 元 / 吨水;

运维简便：单厂仅需 3-5 名运维人员(按 5 万 m³/d 规模)，通过自动化系统实现曝气、回流、排泥的自动控制，减少人工成本。

5. 智能化程度高，满足市政监管要求

全流程监控：配备 PLC 控制系统 + 在线监测仪(实时监测 COD、NH₃-N、TP、SS、DO 等指标)，数据可实时上传至当地环保部门 “智慧环保平台”，符合市政项目监管要求;

故障预警：系统可自动监测设备运行状态(如曝气风机压力、水泵电流)，出现异常时触发声光报警(如曝气不足时提示清洗曝气器)，减少故障停机时间(年停机率≤5%)。

6. 资源循环性好，契合城镇绿色发展

污泥资源化：剩余污泥经浓缩(含水率 98%→95%)、脱水(板框压滤机，含水率 80% 以下)、好氧发酵后，可制成园林绿化有机肥(符合《城镇污水处理厂污泥处置 园林绿化用泥质》GB/T 23486-2021)，避免污泥填埋占用土地;

尾水回用：深度处理后的尾水可用于市政绿化(如城市公园灌溉)、道路冲洗(如市政道路洒水)，部分地区可用于河道生态补水(如南方城镇内河景观用水)，年节水可达千万吨级，缓解城镇水资源压力。

7. 环境兼容性强，适配城镇居住场景

除臭处理：预处理、污泥处理单元配套生物滤池除臭系统(采用活性炭 + 微生物填料)，去除硫化氢(H₂S)、氨气(NH₃)等异味气体(除臭效率≥90%)，避免污水处理厂对周边居民区造成嗅觉干扰;

噪声控制：核心设备(如曝气风机、脱水机)采用隔音罩、减振基础，厂界噪声符合《工业企业厂界环境噪声排放标准》(GB12348-2008)2 类标准(昼间≤60dB、夜间≤50dB)，适配城镇近郊或城区周边选址需求。

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城镇污水处理设备工作原理及核心优势就为大家讲解到这里啦。如果您想要了解更多软化水设备、除氧器，加药装置、定压补水装置，反渗透设备、污水处理设备等，欢迎关注北京中天恒远官方网站。我们将持续更新专业的技术文章，希望对您有所帮助。