三級(jí)流動(dòng)式活性焦工藝在污水廠提標(biāo)中的應(yīng)用研究

廖 燕， 杜 麟， 宋士健， 郭少輝， 諸 杰， 黃端林， 陳旭良*

（1.浙江水美環(huán)保工程有限公司，浙江 杭州 310012；2.杭州金田工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，浙江 杭州 311202）

0 前言

為加大水污染防治力度，保障國(guó)家水安全，我國(guó)全面實(shí)施《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》，加快城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施建設(shè)與改造，要求城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施應(yīng)于2017年底前全面達(dá)到一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)[1]。因此，污水處理廠提標(biāo)刻不容緩。而目前傳統(tǒng)生化法、膜法及物化法在污水尾水提標(biāo)項(xiàng)目中大多不能滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的雙重要求[2-4]，需開發(fā)新的處理工藝，以實(shí)現(xiàn)污水治理到污水資源化的轉(zhuǎn)變。本文采用三級(jí)流動(dòng)式活性焦工藝對(duì)浙江省某污水處理廠生化尾水進(jìn)行處理，明確了工藝運(yùn)行參數(shù)，為污水處理廠提標(biāo)開發(fā)新工藝提供參考。

1 中試試驗(yàn)

本試驗(yàn)在浙江某污水處理廠內(nèi)進(jìn)行，試驗(yàn)進(jìn)水為污水廠生化池出水，水質(zhì)超出《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中的三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。試驗(yàn)采用動(dòng)態(tài)試驗(yàn)方法來模擬三級(jí)流動(dòng)式活性焦工藝實(shí)際運(yùn)行過程，試驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)為 pH、CODCr、SS、色度、NH4+-N、TN、TP 等[5]。

1.1 試驗(yàn)工藝流程

由圖1可知，高效澄清池出水由取水泵提升至試驗(yàn)裝置內(nèi)，取水泵流量為250 L/h。泵出水依次進(jìn)入第一、二、三級(jí)活性焦吸附罐中，吸附罐以串聯(lián)方式連接，每個(gè)吸附罐各設(shè)置一個(gè)取樣口，吸附罐內(nèi)徑700 mm，高度1500 mm，單個(gè)吸附罐裝料重量 100 kg（即：水料比為 20 m3/t·d）[6]。 試驗(yàn)從吸附罐下部進(jìn)水，上部出水，運(yùn)行時(shí)間為兩個(gè)月。

1.2 試驗(yàn)裝置

本試驗(yàn)采用三級(jí)流動(dòng)式活性焦吸附罐，吸附罐由罐體和內(nèi)部構(gòu)件組成。吸附罐體采用不銹鋼制造，內(nèi)部構(gòu)件包括進(jìn)水管、布水器、顆?；钚越固嵘b置、顆?；钚越骨逑囱b置等。

圖1 試驗(yàn)工藝流程圖

2 試驗(yàn)結(jié)果與討論

2.1 系統(tǒng)pH變化

由圖2可知，系統(tǒng)運(yùn)行前五日各級(jí)出水pH均高于進(jìn)水pH，三級(jí)出水pH最高，此后逐漸降低，并與進(jìn)水pH接近，這主要是由活性焦中鈣離子析出造成的[7]，當(dāng)鈣離子完全析出后，系統(tǒng)pH開始穩(wěn)定。因此，活性焦吸附對(duì)系統(tǒng)出水pH并無影響。

圖2 系統(tǒng)pH變化

2.2 系統(tǒng)CODCr變化

由圖3可知，運(yùn)行期間，系統(tǒng)進(jìn)水、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)出水CODCr均值分別為155.27 mg/L、99.74 mg/L、59.39 mg/L和33.03 mg/L，各級(jí)出水CODCr均值呈逐漸下降趨勢(shì)，系統(tǒng)CODCr總?cè)コ矢哌_(dá)78.45%，具有顯著的去除效果；運(yùn)行40 d后，三級(jí)出水CODCr無法滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，這是因?yàn)橄到y(tǒng)中的活性焦逐漸吸附飽和，導(dǎo)致處理效果下降[8]。因此，在處理周期滿40 d后，應(yīng)啟動(dòng)換焦程序使出水達(dá)標(biāo)。

圖3 系統(tǒng)CODCr變化

2.3 系統(tǒng)SS變化

由圖4可知，運(yùn)行期間，系統(tǒng)進(jìn)水、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)出水SS均值分別為16.66 mg/L、10.99 mg/L、9.27 mg/L和6.68 mg/L，同樣呈逐漸下降趨勢(shì)，系統(tǒng)SS總?cè)コ士蛇_(dá)57.24%，在系統(tǒng)不換新料的前提下，出水可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行58 d以上。

圖4 系統(tǒng)SS變化

2.4 系統(tǒng)色度變化

由圖5可知，運(yùn)行期間，系統(tǒng)進(jìn)水、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)出水色度均值分別為112倍、55倍、20倍和5倍，出水色度呈直線下降趨勢(shì)，系統(tǒng)色度總?cè)コ矢哌_(dá)95.80%以上，因此，活性焦對(duì)廢水色度的去除效果顯著，在系統(tǒng)不換新料的前提下，出水可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行58 d以上。

圖5 系統(tǒng)色度變化

2.5 系統(tǒng)NH4+-N變化

由圖6可知，運(yùn)行期間，系統(tǒng)進(jìn)水、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)出水NH4+-N均值分別為4.34 mg/L、3.40 mg/L、3.04 mg/L和 2.27 mg/L， 系統(tǒng) NH4+-N總?cè)コ蔬_(dá)54.38%，在系統(tǒng)不換新料的前提下，出水可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行58 d以上。

圖6 系統(tǒng)NH+-N變化

2.6 系統(tǒng)TN變化

由圖7可知，運(yùn)行期間，系統(tǒng)進(jìn)水、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)出水TN均值分別為22.03 mg/L、17.04 mg/L、13.59 mg/L和10.59 mg/L，系統(tǒng)TN總?cè)コ蔬_(dá)51.39%，因此，活性焦對(duì)廢水TN的去除也有較好效果，在系統(tǒng)不換新料的前提下，出水可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行58 d以上。

圖7 系統(tǒng)TN變化

2.7 系統(tǒng)TP變化

由圖8可知，運(yùn)行期間，系統(tǒng)進(jìn)水、一級(jí)、二級(jí)和三級(jí)出水TP均值分別為0.40 mg/L、0.31 mg/L、0.24 mg/L和0.18 mg/L，系統(tǒng) TP總?cè)コ蔬_(dá)52.92%，因此，活性焦對(duì)廢水TP有較好的去除效果，在系統(tǒng)不換新料的前提下，出水可穩(wěn)定達(dá)標(biāo)運(yùn)行58 d以上。

圖8 系統(tǒng)TP變化

3 結(jié)論

在水料比為20 m3/t·d條件下，三級(jí)流動(dòng)式活性焦工藝對(duì)廢水中各項(xiàng)污染物均有較好的去除效果，其出水各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918-2002）中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)；處理周期長(zhǎng)，除CODCr處理周期為40 d以外，其他指標(biāo)處理周期均在58 d以上；耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)，在進(jìn)水產(chǎn)生巨大波動(dòng)的情況下，出水仍能達(dá)標(biāo)排放。因此，三級(jí)流動(dòng)式活性焦工藝是一種滿足技術(shù)、經(jīng)濟(jì)雙重要求的高性價(jià)比處理工藝[9]，在污水處理廠提標(biāo)中具有顯著效果。