低温地区市政污水厂工艺选择、设计与运行的探讨.pdf

3 SBR 池是保证工艺出水达标的关键, 应重点 监测 。特别要控制好 SBR 池的污泥浓度和曝气量。 作者通讯处 张朝晖 210096 东南大学土木学院环境工程系 E -mail zzh7448 126. com. 2004- 04-06 收稿 低温地区市政污水厂工艺选择 、 设计与运行的探讨 赵立军 马 放 哈尔滨工业大学市政环境工程学院, 哈尔滨 150090 陆青海 河北省临城县环保局, 河北 054300 王银建 河北省栾城县城建局, 河北 051430 摘要 介绍了低温污水的特点和温度变化对污水处理效率的影响, 指出了选择低温地区污水厂处理工艺时应注意的 问题, 并对设计参数的选择和工程运行管理提出了参考建议。 关键词 低温 市政污水 工艺选择 设计参数 1 引言 北方地区冬季寒冷, 污水温度低 , 在选择市政污 水处理工艺时, 不仅要考虑水质水量波动对工艺的影 响,更要考虑温度变化对工艺的影响, 并在设计时采 取适当的技术措施, 保证低温条件下市政污水厂的正 常运行。 2 低温地区污水特点 在我国北纬 35 度以北的地区 ,冬季寒冷, 故其污 水具有如下特点 1 水温低 气温随着季节呈周期变化 , 而水温 则随气温变化, 但其变幅相对较小, 特别是污水管道 中水温变幅更小 。如在哈尔滨附近地区 ,夏季气温可 达35 ℃ 左右,而城市污水排放的温度为 25 ℃左右; 当冬季气温达 -35 ℃时 ,污水排放的温度仍可保持 在6 ℃以上 [ 1] 。又如满洲里市位于大兴安岭北侧 ,冰 冷深度 3. 4 m , 在该市最冷的天气 , 该市总排水口的 水温也在 8 ℃左右 [ 2] 。因此,北方低温地区的市政污 水温度一般在 8 ℃～ 15 ℃,少数在6 ℃～ 8 ℃。最冷 月份该类地区污水厂进水温度平均为 11 ℃。 2 水质较差 由于该类地区冬季蔬菜较贵, 居 民多以肉食为主 ,且地下水位较深 ,污水中渗入水少, 居民用水量小, 洗浴水少 , 故水质较差 ,含油多 ,污染 物含量高。低温下管道自分解能力弱, 夜间水质较 好,白天差 ,昼夜变化较大 。 3 水量变化大 该类地区冬季昼短夜长 ,所以 白天的污水排放较为集中, 而夜间污水量较少, 所以 昼夜水量变化较大, 易对污水厂形成水质水量冲击 。 3 低温对工艺影响 温度是一个重要的生态因子,是影响微生物生长 与存活的最重要因素之一 ,对生物个体的生长 、 繁殖、 新陈代谢及生物种群分布和种群数量起着决定作 用 [ 1] 。微生物有 3 种基本温度即 最低生长温度, 最 适生长温度和最高生长温度。尽管已证明嗜冷性微 生物在低温下具有较高的污染物降解能力,并且已分 离到几种耐低温酵母菌 [ 3] 。但是, 由于嗜冷性微生物 种类较少, 且污水中的生物量也少, 易在活性污泥中 流失 ,所以其污染物去除能力没有很好的发挥出来。 又由于污水处理中的微生物大多数是适温微生物 ,适 温微生物的最低生长温度为 10 ℃,低于 10 ℃ 绝大部 分微生物便不能生长, 不能代谢外源物质 [ 1] 。因此, 低温条件下市政污水厂活性污泥中微生物种群数量 少、 活性低 、 分解有机物能力弱 、处理效率低 、 出水水 质差 。 4 工艺选择 、 设计与运行 4. 1 工艺选择 低温条件下污水处理厂的工艺选择应着重考虑 以下问题 1 由于低温下微生物降解有机物的能力下降, 27 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 所以生化池内要维持高的生物量 , 优选高生物量、低 污泥负荷的污水处理工艺 。 2 选择工艺的供氧方式应采用鼓风曝气方式, 以提高污水温度 ,慎用转刷曝气的氧化沟工艺 。 3 由于北方地区污水浓度普遍偏高 ,宜采用“水 解好氧”的生化组合工艺。这样可以分解部分大分 子有机物, 提高微生物对有机物降解能力 ,优化污水 可生化性 ,同时降低进入好氧池的 BOD5负荷 。 4 工艺应能够适应冬季水质水量的波动 ,具有 好的抗冲击负荷能力 。 5 冬季的设备维护维修十分困难, 工艺选择时 优选设备少易维护的工艺, 慎选带滗水器的 SBR 工艺 。 6 固定膜工艺处理低温污水时比污泥分散生长 工艺更稳定 ,所以选择污水处理工艺时 , 中小污水厂 宜优先考虑生物膜工艺技术, 而大型污水厂则应优先 考虑延时曝气的活性污泥法。 4. 2 工艺设计 由于特殊的气候条件 ,北方地区市政污水厂设计 时必须慎选设计参数, 注意构筑物及设备管阀的 保温 。 1 设计参数的选择 适当降低污水处理构筑物 的有机负荷和表面负荷设计参数。 2 池体设计 除超高外,池体宜全部设于地下, 从而满足池体冬季保温的需要 。 3 鼓风机房设计 应考虑提高风温的加热室设 计,并在选择风机时适当放大设计参数 。 4 池型设计 适当减小池子的平面尺寸 ,加大 池子竖向尺寸。 5 设备及管阀设计 设备最好设于室内 ,否则 应采取保温措施 。管 、 阀宜设于管廊内 。 6 污泥系统设计 有污泥回流时宜取回流比的 上限 ,以维持生物池的高生物量。 7 水处理构筑物通道设计 宜采用带孔眼网格 走道板,不用钢板或水泥板,以保证冬季通行安全 。 4. 3 工程运行 1 鼓风系统管理 冬季应加大生化池曝气量和 曝气强度 ,并对鼓风机进风加温,以提高污水温度 。 2 污泥系统管理 冬季应加大污泥回流量, 以 维持生化池有机物去除效果。 3 生化池操作 经常消泡 ,防止泡沫外溢后 ,在 走道板上结冰, 埋下不安全隐患。 污泥随水温的降低, 其体积会减小 ,沉降性能也 会减弱 。通过多次试验, 发现提高曝气强度 ,增大溶 解氧含量, 可以使污泥体积明显上升 ,絮状体变大 ,沉 降性能好转, 二沉池出水的悬浮物深度可控制在 150 mg L 以内 [ 4] 。 5 工程实例 5. 1 工程概况 某市位于东经 109 54 ′ 15 ″ , 北纬 38 37′ 47 ″ 。年平 均气温 5 ～ 7 ℃, 冬季最冷月污水厂进水温度为 8～ 15 ℃。 市区面积 78 m 2 。人口 5 万余人。 该市污水厂占地4 hm 2 ,设计规模3 10 4 m 3 d,一 期规模为 2 10 4 m 3 d, 但除生化组合池外 ,其它构建 筑物均按 3 10 4 m 3 d 进行设计 、建设。工程投资 2 557. 9 万元 。 工程采用二段生物接触氧化 简称二段法 工艺, 该工艺将传统的生物接触氧化池分为两段 第一段充 分利用微生物对数增长期的吸附特性 ,以低能耗、高 负荷、快速度的生物吸附合成为主, 该阶段能够去除 污水中60～ 70 的有机质, 称为吸附合成期 ; 第二 段在低负荷下利用微生物的氧化分解作用,对污水中 残留的有机质进行彻底的氧化分解 ,进一步改善出水 水质 ,称为氧化分解阶段。由于分段, 二段法能充分 发挥同类微生物种群间的协同作用 ,克服不同微生物 种群间的颉抗作用, 故净水效率较高 。 该污水厂的工艺流程见附图。 附图 工艺流程框图 5. 2 设计参数 考虑到低温对微生物净化效果的影响,工程设计 时适当降低了一氧池和二氧池的设计负荷和接触沉 淀池的上升流速和水力负荷。具体设计参数如下 设计流量 20 000 m 3 d; 设计进水水质 CODCr500 mg L, BOD5250 mg L, SS 200 mg L ; 设计出水水质 CODCr120 mg L , BOD530 mg L, SS 30 mg L ; 一氧池 BOD5容积负荷 2. 47 kg m 3 d ; 28 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 一氧池水力停留时间 0. 8 h ; 二氧池 BOD5容积负荷 1. 16 kg m 3 d ; 二氧池水力停留时间 1. 3 h ; 一沉池上升流速 4. 5 m h; 一沉池水力停留时间 0. 8 h ; 一沉池水力负荷 4. 48 m 3 m2d; 二沉池上升流速 3. 0 m h; 二沉池水力停留时间 1. 5 h ; 二沉池水力负荷 2. 97 m 3 m2d。 主要构筑物设计参数见表 1 除污泥泵房为砖混 结构外,其余均为钢混结构 。 表 1 构筑物设计参数 项 目规格 L B H m数量 座 格 栅5 . 02 . 03. 52 曝气沉砂池8. 04. 54. 51 调节池12. 0 7. 5 6. 01 初沉池 20. 0 3. 53 第一接触氧化池5. 88. 06. 0 生 化第一接触沉淀池5. 88. 06. 0 3 组合池第二接触氧化池7. 68. 06. 0 第二接触沉淀池8. 75 8. 0 6. 0 接触池10. 0 7. 5 3. 51 浓缩池8. 05. 04. 52 污泥泵房8. 05. 04. 01 5. 3 运行效果分析 运行结果 见表 2 表明 在污水温度为 8 ～ 15 ℃,进水 CODCr、BOD5和 SS 分别为 475. 49 mg L、 251. 69 mg L 和 298. 67 mg L 的情况下, 出水水质分别 为49. 68 mg L 、 21. 62 mg L 和 22 mg L , 污染物去除率 分别达到了 89. 6、 91. 4和 92. 6, 出水水质稳定 且全 部达 到或 优于 国家 污水 综 合排 放标 准 GB8978 -1996 中的二级标准要求 。 在低温条件下, 该污水厂取得了较好的污染物去 除效果,主要是该污水厂在设计之初就充分考虑了水 质、 水量变化特点和温度对生物处理的影响因素, 并 相应采取了适当的技术措施 1 增加调节池进行水质水量调节 , 减少对后续 处理单元的负荷冲击 ; 2 提高鼓风机进风温度, 将冷空气温度加热至 8～ 12 ℃, 以提高曝气池水温 , 这样可使曝气池水温 在最冷月份保持在 8 ℃以上 。 3 充分利用当地的有利地形, 将主要构筑物建 于地下,只留超高部分于地面 ; 4 增加池深 ,减少平面散热面积 ; 5 增加填料厚度 ,使池内保持高生物量。 表 2 污水厂进出水水质 项目 平均值 进水 mgL- 1出水 mgL- 1去除率 国标值 mgL- 1 CODCr 475. 4949. 6889. 6120 BOD5 251. 6921. 6291. 430 SS298. 672292. 630 6 结论 目前,对低温市政污水处理的工艺技术研究较 少,低温污水厂的设计与运行缺乏经验。因此, 加大 对低温污水处理工艺的研究力度,积累工程设计和运 行经验非常必要。本工程实例对其它污水厂的建设 提供了一定的借鉴。 参考文献 1 任南琪, 马放等. 污染控制微生物学原理与应用. 北京 化学工业出 版社, 2003. 64～ 68. 2 赵汝毅. 寒冷地区城市污水管道浅埋调查. 给水排水, 1995. 2 47～ 48. 3 姜安玺等. 耐冷菌的分离及在低温污水处理中的应用研究. 哈尔滨 工业大学学报,2002. 34 4 563～ 569. 4 裴保安, 张慧利, 易军. 接触氧化低温运行研究. 河南科学, 1997. 15 333～ 346. 作者通讯处 赵立军 150090 哈尔滨市南岗区海河路 202 号 哈工 大二校区 B01 -618室 电话 0451 82331764 E -mail wwepsina . com 2004- 04-26 收稿 29 环 境 工 程 2005年 2 月第23 卷第1 期 OPTIMIZATION OF WASTEWATER DISPOSAL LINE OF AUTOMOBILE COATING Liu Qidong 23 Abstract The main problems of the er wastewater disposal line of the coating workshop for No. 3 Chang ′an Automobile Factory were analyzed by researching its run status. Wastewater flow and quality were instable;the same disposal made the disposal of the different wastewater more difficult; the equipments were seriously eroded. The differentwastewater was physically and chemically disposed firstly , and then entered SBR reactor and further bio -chemically treated, a series of anticorrosive measures were taken during the equipments prefabrication and the problems were resolved very well in the er wastewater disposal line for the rebuilt wastewater disposal line. Keywords wastewater disposal system of automobile coating and optimization TREATMENT OF SLAUGHTERHOUSE WASTEWATER WITHPROCESS OF FLOATATIONAND SBRZhang Zhaohui et al 25 Abstract The process of floatation and SBR is used to treat slaughterhouse wastewater. When the influent CODCris in the range of 1 200～ 1 850mg L, the effluent CODCrisunder 90 mg L, and all the quality indicationsof the effluent could meetfirst -order of Wastewater Comprehensive Discharge standard GB8978 -1996. Furthermore part of the treated wastewater can be used again. Keywords slaughterhouse wastewater, SBR and air floatation PRIMARY EXPLORATION OF CONSTRUCTION OF MUNICIPAL WASTEWATER PLANT IN AREAS OF LOW-TEMPERATUREZhao Lijun et al 27 Abstract The characteristics of low-temperature municipal wastewater and the effect on wastewater treatment efficiency owing to the change of temperature were introduced, andthe problemsthat should be noticed in selecting wastewater treatmentprocessin areas of low-temperature were pointed out too. Moreover, suggestions on the selection of designing parameters and the running management of project were brought forward. Keywords low -temperature, municipal -wastewater, selection of process and design parameter TREATMENT OF ACIDICWASTE WATER FROM PRODUCTIONOF SEAMLESS STEEL TUBES Yang Weiguo 30 Abstract A complete waste water treatment process is supplied according to the fact that there is a lower pH value and a higher FeO or Fe2O3or Fe3O4in the waste water from hollow billet pickling process in a seamless steel tube mill. Practical running shows that this treatment processis outstanding and this technique is advanced, the treatment result is excellent, and that the processed water can be used for production again. This technique has obvious economic, environmental and social benefits. Keywords hollow billet, pickling waste water and treatment ENGINEERING EXAMPLE OF TREATING ARSENIC -BEARING WASTE WATER Chen Liaoyuan et al 31 Abstract A successful engineering case in which the arsenic -bearing wastewater is treated is introduced. The process, technical parameter and the special design of aerated system are also introduced. This design overcomes the defects in the er design. Keywords arsenic -bearing waste water, FeSO47H2O and aerated system TECHNICAL STUDY ON REMOVING INHALED PM2. 5 USING THERMOPHORESIS IN LAYER FLOW CYCLE CHANNELZhou Tao et al 33 Abstract A kind of new layer flow cycle channel with two cooledwallswas designed onbasic thermophoresis principle. This kind of channel has a higher cumulative efficiency for removing inhaled PM2. 5 than usual channel through calculation. In the meantime, the higher cumulative efficiency for removing inhaled PM2. 5 will be obtained by taking into account developing flow and developed flow of speed temperature at different inlet gas temperature conditions. It is a new way that isworth researching further. Keywords two cooled walls, thermophoresis, inhaled particle matter and cumulative efficiency EXPERIMENT AND APPLICATION OF FILTRATION PERANCE FOR NEW COMPOUND FILTER MEDIALi Hua et al 36 Abstract To decrease the pressure drop and increase filtration efficiency of the filter media in a bag filter, a new compound filter media named HBT was introduced, and the experimental study on filtration perance was carried out. The results indicated that HBT filter media had the perance of high efficiency and low resistance in the same operating conditions, Therefore, it ismore suitable for a coal -fired boiler. Keywords compound filter media, filtration perance, application and coal-fired boiler DEDUSTING ANDINVESTMENTBENEFITOF12 500 kVAFERROSILICONELECTRIC FURNACELiu Sheng 38 Abstract It was introduced that the dedusting technique, main equipment composition and the dedusting system′ s superiority of 12 500 kVA 3 ENVIRONMENTAL ENGINEERING Vol. 23, No. 1,Feb. , 2005