污泥廢水與生活污水合并處理可行性試驗(yàn)測(cè)試分析

楊 平

（1.青島水務(wù)集團(tuán)有限公司；2.青島首創(chuàng)瑞海水務(wù)有限公司）

符 號(hào) 說(shuō) 明

BOD——生化需氧量；

BOD5——五日生化需氧量；

COD——化學(xué)需氧量；

MLSS——污泥濃度；

NTU——濁度；

PAC——聚合氯化鋁；

PFS——聚合硫酸鐵；

SBR——序批式活性污泥法；

SS——懸浮物；

SV30——混合液在量筒靜止沉降30min 后污泥所占的體積百分比；

TP——總磷。

由于污泥廢水含有大量有機(jī)物和眾多的污染物， 進(jìn)行單獨(dú)處理時(shí)需要滿足繁雜的工藝條件，并且前期投資過(guò)高［1～3］。 如果將污泥廢水與生活污水進(jìn)行合并處理，則可以實(shí)現(xiàn)污泥廢水的稀釋?zhuān)?，5］。 針對(duì)污泥廢水含有較高比例的有機(jī)物，在實(shí)施合并處理的過(guò)程中應(yīng)合理控制廢水加入量，確保滿足SBR 工藝運(yùn)行條件，使出水水質(zhì)符合一級(jí)A 排放標(biāo)準(zhǔn)［6］。

為實(shí)現(xiàn)提標(biāo)改造目標(biāo)，可以利用現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的方法分析SBR 除磷過(guò)程的影響因素，從而確定降低總氮和總磷的最佳工藝條件，同時(shí)在此基礎(chǔ)上分析污泥廢水的處理效果［7，8］。 現(xiàn)階段，許多學(xué)者研究了鐵鹽在生物除磷和硝化方面的功能作用，尤其是化學(xué)、生物兩種方式在除磷方面的優(yōu)勢(shì)也引起行業(yè)內(nèi)的關(guān)注［9］。 還有學(xué)者對(duì)各種含水率的污泥進(jìn)行處理并測(cè)試廢水水質(zhì)參數(shù)，為進(jìn)一步優(yōu)化廢水處理工藝、擴(kuò)大污泥規(guī)模創(chuàng)造條件。 首先，通過(guò)預(yù)處理工藝使生產(chǎn)廢水中的污染物濃度明顯減小；然后，在SBR 反應(yīng)器內(nèi)加入不同含量的污泥廢水，分析了兩種廢水實(shí)施合并處理過(guò)程中遇到的問(wèn)題［10～12］。 本次測(cè)試的重點(diǎn)是污泥含水率不同的情況下對(duì)應(yīng)的廢水水質(zhì)參數(shù)，以此作為擴(kuò)大污泥項(xiàng)目與選擇最優(yōu)廢水處理工藝的一項(xiàng)理論依據(jù)。

1 試驗(yàn)測(cè)試

1.1 試驗(yàn)參數(shù)

本試驗(yàn)總共采用兩套SBR 處理系統(tǒng)，反應(yīng)器材料為聚丙烯板， 尺寸為600mm×300mm×500mm，有效容積100L。 通過(guò)曝氣方式形成好氧環(huán)境，進(jìn)行厭氧處理時(shí)需啟動(dòng)攪拌器。 測(cè)試期間，每當(dāng)時(shí)序改變后，需等所有參數(shù)指標(biāo)處于穩(wěn)定狀態(tài)（所需時(shí)間為7 天）再對(duì)后續(xù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并計(jì)算。 試驗(yàn)參數(shù)如下：

周期進(jìn)水量 50L

排水比 1∶5

廢水負(fù)荷 0.05～0.25kg/d

MLSS 3 000～5 000mg/L

1.2 水質(zhì)測(cè)試

以青島某水處理廠作為測(cè)試對(duì)象，從SBR 池中獲取污泥試樣。 需要說(shuō)明的是，一是待SBR 完成曝氣處理后再進(jìn)行取泥， 可以發(fā)揮硝化作用；二是SBR 反應(yīng)器中進(jìn)行16h 悶曝后開(kāi)始注水。從平流沉砂池的出水口收集測(cè)試用水，污泥廢水試樣來(lái)自江蘇污泥示范項(xiàng)目，對(duì)這兩種水質(zhì)的測(cè)試結(jié)果列于表1。

表1 兩種水質(zhì)測(cè)試結(jié)果

在反應(yīng)釜內(nèi)對(duì)各個(gè)含水率條件下的污泥進(jìn)行裂解， 裂解液放置5h 后測(cè)試上清液的水質(zhì)參數(shù)，當(dāng)污泥含水率為85%時(shí)，污泥形成的COD 可達(dá) 到 45 200mg/L 的 高 濃 度 狀 態(tài)，BOD5為31 200mg/L，占COD 的60%左右，說(shuō)明該廢水比較適合生化處理；當(dāng)COD 達(dá)到較高濃度時(shí)，氨氮（NH3-N）的濃度明顯增大（2 316mg/L），SS 濃度較小，僅為162mg/L。

2 污泥廢水的預(yù)處理

2.1 PAC 預(yù)處理

在7 個(gè)含有500mL 廢水的燒杯內(nèi)依次添加1～8mL 配制好的20%PAC 溶液，利用六聯(lián)攪拌器攪拌10min，靜置3h 后對(duì)上清液進(jìn)行NTU 測(cè)試。隨著PAC 加入量的提高， 可以有效降低廢水的COD （從最初的13 292mg/L 降低到6 172mg/L），NTU 也在不斷減小 （由346.0 減小到22.3）；0～4mLPAC 溶 液 的 添加 量 下，COD 與NTU 的 去 除率迅速增大，隨著PAC 加入量繼續(xù)遞增，兩者的去除率保持基本穩(wěn)定（圖1），藥劑添加量為6mL時(shí)其去除率達(dá)到最大（54%與91%）。

根據(jù)上述測(cè)試結(jié)果可知，當(dāng)PAC 添加量提高后，可以有效減小廢水的COD 與NTU，兩者同時(shí)達(dá)到最小值， 由此可推斷NTU 與COD 之間存在一定的關(guān)聯(lián)性。 經(jīng)綜合分析，在預(yù)處理階段PAC的添加量為4mL 時(shí)按照125∶1 的比例進(jìn)行添加最為適宜。

2.2 PFS 預(yù)處理

圖1 不同PAC 添加量的預(yù)處理效果

7 個(gè)盛有500mL 廢水的燒杯中，依次添加0.2～4.0mLPFS 溶液，利用六聯(lián)攪拌器攪拌10min，靜置3h 后對(duì)上清液進(jìn)行測(cè)試： 當(dāng)PFS 添加量介于0.0 ～1.0mL 之 間 時(shí)，廢 水 的COD 降 低（從13 142mg/L 降到6 020mg/L），NTU 也在減小 （由346.0 減小到22.5），COD 與NTU 都呈現(xiàn)迅速增長(zhǎng)的趨勢(shì)（圖2），且達(dá)到最大的去除率（53.2%與92.1%）；之后進(jìn)一步提高PFS 添加量，各項(xiàng)指標(biāo)保持基本恒定； 隨著添加量增加到2.0mL 以上時(shí)，COD 與NTU 的去除率出現(xiàn)快速下降的趨勢(shì)。

圖2 不同PFS 添加量的預(yù)處理效果

3 污泥廢水與生活污水合并處理

3.1 運(yùn)行條件

為充分發(fā)揮硝化作用，污泥在污水處理廠的SBR 池完成曝氣后獲取， 并對(duì)SBR 反應(yīng)器進(jìn)行12h 內(nèi)悶曝處理后開(kāi)始注入生活污水， 待各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定以后進(jìn)行測(cè)試。

3.2 處理結(jié)果

將污泥廢水的加入量設(shè)定為0.5%的處理水量， 共監(jiān)測(cè)5d， 分別對(duì)SBR 處理系統(tǒng)出水的COD、NH3-N 和TP 進(jìn)行測(cè)試，之后測(cè)試SV30。分析表2 所列的數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入0.5%的污泥廢水時(shí)，所有出水指標(biāo)都符合排放要求，沒(méi)有出現(xiàn)超標(biāo)的情況， 測(cè)試得到出水的COD 在28.45 ～41.28mg/L、NH3-N 在2.16～3.85mg/L、TP 在0.33～0.61mg/L、SV30在46%～58%范圍內(nèi)小幅變化。

表2 SBR 處理系統(tǒng)出水測(cè)試數(shù)據(jù)

圖3 為SBR 處理系統(tǒng)出水的COD、NH3-N和TP 去除率曲線。由圖3 可知，當(dāng)加入0.5%污泥廢水后，COD 的去除率在87.5%～92.6%之間浮動(dòng)，TP 的去除率在86.3%～92.5%之間浮動(dòng)，NH3-N 的去除率表現(xiàn)為逐漸增大的趨勢(shì)，從91.5%增大到96.8%。

圖3 SBR 處理系統(tǒng)出水的COD、NH3-N、TP 的去除率

3.3 可行性分析

通過(guò)以上測(cè)試發(fā)現(xiàn)，在生活污水中加入一定量的污泥廢水進(jìn)行合并處理不會(huì)干擾SBR 生物處理工藝，而且還能保證各項(xiàng)出水指標(biāo)符合一級(jí)A 類(lèi)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。 污水處理廠能夠?qū)崿F(xiàn)的水量處理能力為20 000m3/d，根據(jù)之前設(shè)定的4%的污泥廢水加入量可知， 污泥廢水的處理能力為800m3/d，符合污泥廢水每天排放量的要求。

由于污泥廢水包含了多種有機(jī)物成分，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生濃厚的刺激性氣味，需實(shí)施有效方法以滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，也可通過(guò)與生活污水合并處理的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

4 結(jié)論

4.1 增加投藥量后，COD 與NTU 都能達(dá)到更大的去除率。 當(dāng)PAC 加入量提高后，可以有效降低廢水的COD 與NTU，兩者同時(shí)達(dá)到最小值（預(yù)處理階段PAC 的添加量為4mL，按照125∶1 比例進(jìn)行添加）；加入1.0mL PFS，COD 與NTU 的去除率均能達(dá)到最大值（53.2%、92.1%）。

4.2 當(dāng)加入0.5%污泥廢水后，SBR 處理系統(tǒng)COD 的去除率在87.5%～92.6%之間浮動(dòng)，TP 的去除率在86.3%～92.5%之間浮動(dòng)，NH3-N 的去除率表現(xiàn)為逐漸增加的趨勢(shì)， 從91.5%增大到96.8%。