改良型氧化溝在城鎮(zhèn)污水處理廠的應(yīng)用

余映華

(江西省資溪縣環(huán)境監(jiān)測站)

前言

荷蘭DHV公司于60年代末發(fā)明了Carrousel氧化溝，這種氧化溝能保證溝內(nèi)平均流速＞0.3m/s，既有完全混合作用同時也有推流式的特征，之后，DHV公司經(jīng)過技術(shù)創(chuàng)新，在Carrousel氧化溝進(jìn)水端增加了一個前置缺氧段，開發(fā)了 Carrousel2000，改良型氧化溝是在Carrousel2000的進(jìn)水端增設(shè)厭氧池［1］，與傳統(tǒng)氧化溝相比其脫氮除磷效率大大提高［2］，且操作簡單，便于管理，在我國將具有廣闊的推廣應(yīng)用前景［1－3］。近年來修水發(fā)展迅速，與之而來的污水排放量也迅速增加，城區(qū)污水量達(dá)6.28萬噸/日。城區(qū)人口12萬，預(yù)計2020年達(dá)20萬，生活水平的提高使污水中的氮和磷的含量明顯增加，修水縣污水處理廠傳統(tǒng)的氧化溝工藝由于充氧不足及水流速度不夠和沒有針對性的脫氮除磷的構(gòu)筑等缺點，在除磷和除氮方面存在明顯缺陷，導(dǎo)致修河局部水體氮含量超標(biāo)。因此，污水處理廠污水處理工藝的改良勢在必行。

1 污水水質(zhì)水量特征

1.1 進(jìn)出水水質(zhì)設(shè)計

該城市排水系統(tǒng)匯集的污水由居民的生活污水和位于城區(qū)內(nèi)的工業(yè)企業(yè)排放的工業(yè)廢水以及部分的降水所組成，根據(jù)對北城區(qū)修江路、北門路、東門路排污口及南城區(qū)部分企業(yè)排污口生化需氧量(BOD)、化學(xué)需氧量(COD)、固體懸浮物濃度(SS)、氨氮(NH3－N)的監(jiān)測可推算出進(jìn)水質(zhì)大概情況如表1:

表1 進(jìn)水水質(zhì) 單位:mg/L

1.2 設(shè)計流量

修水縣目前工業(yè)主要以新型材料、農(nóng)產(chǎn)品加工為主，生活用水量與工業(yè)用水量之比類比于同類城市為9:1。由于目前北城區(qū)采用合流制管道、南城區(qū)雨水分流制管網(wǎng)系統(tǒng)不夠完善，在今后污水收集系統(tǒng)的完善后，污水量將會提高。綜合考慮各方面因素，該污水處理廠設(shè)計進(jìn)水流量為3萬m3/d。

2 污水處理工藝

修水縣污水處理廠主要污水處理工藝如圖1:

圖1 污水處理工藝流程

來自城市管道的污水首先經(jīng)過粗格柵去除大尺寸的漂浮物和懸浮物，提升泵選用潛污泵，將污水提升至細(xì)格柵沉砂池，細(xì)格柵進(jìn)一步去除污水中較小顆粒的懸浮物、漂浮物，采用旋流式沉砂池去除污水中大于0.2mm粒徑，密度2.65t/m3的砂粒，處理后的污水流入改良型氧化溝，首段厭氧池流入經(jīng)預(yù)處理的污水和從二沉池回流的含磷污泥，聚磷菌在此池中大量的釋放磷，使污水中的磷的含量升高，溶解性的有機(jī)物濃度下降，氨氮因細(xì)胞的合成而含量減少，缺氧池中反硝化細(xì)菌利用污水中的有機(jī)物作為碳源，將大量的NO2－N和NO3－N還原為N2，BOD5濃度下降，NO3－N濃度降低，在好氧池中，BOD繼續(xù)下降，而有機(jī)氮被硝化使氨氮的含量下降，其中的磷因為好氧吸磷而含量大大降低，好氧池和缺氧池的內(nèi)循環(huán)保證了脫氮和除磷的效果。經(jīng)改良型氧化溝處理的污水進(jìn)入輻流式沉淀池完成混合液分離和污泥部分濃縮，經(jīng)處理的水從潷水器至消毒渠，經(jīng)紫外線消毒后排放到修河。工藝處理后的剩余污泥采用帶式濃縮脫水一體機(jī)濃縮脫水。

3 結(jié)果分析

(1)COD處理效果分析

3月1日到3月29日COD的濃度變化如圖2:

圖2 3.1－3.29日 COD進(jìn)出水濃度變化圖

圖2表明:COD的進(jìn)水濃度范圍為182－198 mg/L，出水濃度范圍為41－53 mg/L，COD的去除率在72.959－77.838%，平均去除率為 75.678%，平均出水濃度為46 mg/L，而一級標(biāo)準(zhǔn)B標(biāo)準(zhǔn)為60 mg/L。處理效果達(dá)標(biāo)。在3月8日COD進(jìn)水濃度達(dá)到最高值198mg/L，出水濃度為53mg/L，分析其原因可能是進(jìn)水流量過大導(dǎo)致，可適當(dāng)增加曝氣量予以解決。

(2)BOD處理效果分析

3月1日到3月29日COD的濃度變化如圖3:

圖3 3.1－3.29日 BOD進(jìn)出水濃度變化圖

BOD的進(jìn)水與出水含量見圖3，圖3表明:BOD的進(jìn)水濃度范圍為87.2－98.8 mg/L，出水濃度范圍為14.2 －16.9 mg/L，BOD 的去除率在 81.42 －84.6%，平均濃度為92.1 mg/L，出水標(biāo)準(zhǔn)為20 mg/L。處理效果達(dá)標(biāo)。在3月8日BOD進(jìn)水濃度達(dá)到最大值98.8，分析其原因可能是當(dāng)日進(jìn)水流量偏大造成，同樣可增加曝氣量予以解決。

(3)NH3－N的處理效果分析

3月1日到3月29日COD的濃度變化如圖4:

圖4 3.1－3.29日NH3－N進(jìn)出水濃度變化圖

圖4表明:NH3－N的進(jìn)水濃度范圍為18.55－2.35 mg/L，出水濃度范圍為 5.21 －8.67 mg/L，NH3－ N的去除率在58.93－67.77%，出水平均濃度為 6.99 mg/L，出水標(biāo)準(zhǔn)為8 mg/L，處理效果達(dá)標(biāo)。

(4)TP的處理效果分析

3月1日到3月29日TP的濃度變化如圖5:

圖5 3.1－3.29日NH3－N進(jìn)出水濃度變化圖

圖5表明:TP的進(jìn)水濃度范圍為0.64－0.83 mg/L，出水濃度范圍為 0.15 －0.25 mg/L，去除率在 66.67－76.92%，出水平均濃度為0.21 mg/L，出水標(biāo)準(zhǔn)為1 mg/L，可達(dá)標(biāo)排放。TP的進(jìn)水濃度已經(jīng)低于標(biāo)準(zhǔn)的1 mg/L，分析其原因，可能是城市管道的合流制，導(dǎo)致C/P偏低?？筛某鞘泄芫W(wǎng)合流制為分流制。

(5)TN的處理效果分析

3月1日到3月29日TP的濃度變化如圖6:

圖6 3.1－3.29日NH3－N進(jìn)出水濃度變化圖

圖6表明:TN的進(jìn)水濃度范圍為23.78－29.58 mg/L，出水濃度范圍為 14.32 －18.54 mg/L，去除率在34.22 －44.04%，出水平均濃度為 16.54 mg/L，出水標(biāo)準(zhǔn)為20 mg/L，可達(dá)標(biāo)排放。

(6)其他污染物的處理效果

該改良型氧化溝對SS的去除效果可達(dá)到90%以上，對硫化物的去除率能達(dá)到70%以上，對動植物油的去除率能達(dá)到94%以上，對陽離子表面活性劑的去除率能達(dá)到87%以上，均符合排放標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

采用改良型氧化溝工藝處理城市污水具有出水穩(wěn)定，適用于各種規(guī)模的城市污水處理廠。COD的平均出水濃度為46 mg/L，小于限值60 mg/L。BOD的平均濃度為15.3 mg/L，小于限值20 mg/L。NH3－N的平均出水濃度為6.99 mg/L小于限值8 mg/L。TP平均出水濃度為0.21 mg/L，限值為1 mg/L。TN平均出水濃度為16.54 mg/L，限值為20 mg/L，均可達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過改良型氧化溝處理的城市污水能達(dá)到GB18918－2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級標(biāo)準(zhǔn)中的B標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.2 建議

在此改良氧化溝工藝運行期間，出水穩(wěn)定，對污染物的平均去除率高，但也存在以下不足:

二沉池污泥上浮:由于進(jìn)水水量不穩(wěn)定，當(dāng)進(jìn)水量過低時二沉池中的SRT過長，同時溝內(nèi)的溶解氧和硝化液回流控制不合適，在二沉池中發(fā)生較強(qiáng)的反硝化作用，導(dǎo)致污泥上浮;

冬季持續(xù)低溫天氣使污染指標(biāo)的去除率降低:溫度過低，影響氧化溝內(nèi)的微生物正常生長，從而使污水指標(biāo)去除率降低;

經(jīng)處理后的污水直接排入修河而沒有進(jìn)行進(jìn)一步的深度處理再生利用，浪費水資源;

城北區(qū)污水管道為合流制，導(dǎo)致碳磷比低，TP濃度過低，從而沒有進(jìn)一步發(fā)揮此改良工藝的優(yōu)勢。

針對以上不足，分別提出建議:

可加強(qiáng)排泥，增大硝化液回流，來減少二沉池污泥上浮現(xiàn)象［4－5］;

在滿足微生物生長需要前提下嚴(yán)格控制曝氣量，減少熱量損失［4］;

當(dāng)?shù)卣哟筚Y金和技術(shù)投入，對出水進(jìn)行進(jìn)一步深度處理，達(dá)到節(jié)約水資源的目的;

建議政府盡早對城北區(qū)管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行改造，改合流制為雨水分流制，解決問題。

［1］趙書華，李長坤，李寶臣，陳順杰.改良型 carrousel2000氧化溝工藝的優(yōu)化控制［J］.江蘇環(huán)境科技.2004，03.

［2］彭永臻，侯紅勛，喬海兵，王少坡.改良型Carrousel氧化溝工藝生物脫氮除磷效果研究.

［3］周少奇.《環(huán)境生物技術(shù)》［M］.北京:科學(xué)出版社，2003.15 －23.

［4］李思敏，李艷平，秦衛(wèi)峰，等.改良氧化溝工藝處理城市污水的優(yōu)化控制［J］.中國給水排水，2008，24(10):91－94.

［5］李亞峰，晉文學(xué).城市污水處理廠運行管理［M］.北京.化學(xué)工業(yè)出版社.2005，40 －41.