處理城市污水研究，化學(xué) 生物處理聯(lián)合法
處理城市污水研究，化學(xué) 生物處理聯(lián)合法
嘉善縣**污水處理工程遠(yuǎn)期（2020年）規(guī)劃6萬m3/d，近期（2005年）設(shè)計(jì)建設(shè)規(guī)模為2萬m3/d，本次概念設(shè)計(jì)規(guī)模為一期2萬m3/d。納污水體茜涇塘地面水域規(guī)劃為三類水質(zhì)功能區(qū)。
化學(xué)混凝 生物法在當(dāng)今世界上污水凈化使用較普遍的方法。主要因?yàn)樵摴に嚹苡行コ械念w粒物、磷和氮，使出水水質(zhì)達(dá)到一定的水平而廣泛用于城市污水處理廠。許多歐洲國家計(jì)劃或已經(jīng)在用混凝劑來處理磷作為前**強(qiáng)化處理。有些國家把化學(xué)混凝法生物處理作為主要的處理方法，如挪威、瑞典、丹麥，其70%的污水都用混凝法生物處理。其它一些國家如美國和香港用一種叫做化學(xué)強(qiáng)化**處理法，該法比化學(xué)混凝法需要的混凝劑量更少，但足以去除大部分磷同時(shí)大大加快沉降速度。
世界上*常用的混凝劑為鋁鹽和鐵鹽，也有一定數(shù)量的有機(jī)聚合物作混凝劑或助凝劑。水和污水中的污染物去除是通過已知的機(jī)械原理即破壞膠體的穩(wěn)定性而混凝，或者是化學(xué)與固體水解產(chǎn)物共同沉降來完成?；炷ǖ男适鞘芑炷齽┑奈锢砑盎瘜W(xué)特性、進(jìn)水及工藝條件等因素的影響。
污水處理無疑是要花錢的。問題是要找到一種不僅投資少而且長期運(yùn)行費(fèi)用低的*經(jīng)濟(jì)*有效的方法。根據(jù)歐洲污水處理經(jīng)驗(yàn)，要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脫除85%氮，則化學(xué)強(qiáng)化**處理生物處理是*經(jīng)濟(jì)有效的?；瘜W(xué)處理法特別是在工業(yè)污水比例大、污水水質(zhì)日/年變化大時(shí)更顯其*經(jīng)濟(jì)有效。在快速發(fā)展的工業(yè)化城市，企業(yè)排放的污染物會影響甚至破壞傳統(tǒng)的生物處理過程，而化學(xué)處理法在這方面具有許多的先進(jìn)性，能處理很多不同的污水，能承受很大的沖擊負(fù)荷。
對實(shí)際污水處理工程而言，首先用化學(xué)法進(jìn)行污水處理研究，不僅能承受沖擊負(fù)荷，將污水處理到一定的程度，還可以了解污水的組成和變化情況，為較易受污水沖擊負(fù)荷、毒性物質(zhì)影響的生物處理提供保護(hù)。
本試驗(yàn)是為2005.2-5嘉善三號泵站低濃度污水試驗(yàn)。處理工藝為CEPT A/O，日處理11噸/日污水?；瘜W(xué) 生物處理聯(lián)合法，用一套串聯(lián)式的設(shè)備做連續(xù)試驗(yàn)。用*低的混凝劑量，去除不可降解CODcr的*大值，試驗(yàn)生物處理出水水質(zhì)變化。分為：
(1)混凝劑量的變化
(2)生物處理?xiàng)l件變化
1,化學(xué)混凝法（CEPT）
化學(xué)混凝設(shè)備由下列幾部分組成：
(1)一只**沉淀池，用于初沉污泥和化學(xué)污泥的沉淀
(2)靈活的管形化學(xué)絮凝裝置
(3)混凝劑混合單元
(4)化學(xué)/聚合物的劑量泵及貯存池
2,構(gòu)筑物整體結(jié)構(gòu)
構(gòu)筑物 | 數(shù)量 | 尺寸 | 備注 |
集水池 | 1 | 25噸 | 三號泵站的集水井 |
進(jìn)水泵 | 1 | 0-1000L/h | 螺桿泵 |
污泥回流泵 | 1 | 0-500L/h | 螺桿泵 |
脫氮工藝污泥（富含硝酸鹽的污水）內(nèi)循環(huán)泵 | 1 | ||
混凝劑加藥泵 | 1 | 蠕動泵 | |
初沉池 | 1 | 0.68M3 | |
活性污泥反應(yīng)池 | 6 | B*l*h=0.8*0.8*1.80 m | |
二沉池 | 1 | 內(nèi)尺寸：直徑=1.2米，高度=1.3米（體積=1.5立方米） | *大流量水力負(fù)荷=0.4m3/m2*h表面積：1.1m2-0.05m2(內(nèi)部管) |
化學(xué)貯槽 | 3 | 5 L | |
管形絮凝裝置 | 2 | 1.Φ16mm*11m2.Φ20mm*13m | Q=0-500 l/h |
運(yùn)行參數(shù)
混凝處理段：
沉淀池體積：0.68M3
混凝段停留1hr
生物處理段：
反應(yīng)池：3 M3
試驗(yàn)時(shí)間：2005年2月至2005年4月
試驗(yàn)溫度：8-18 ℃
水力停留時(shí)間：化學(xué)強(qiáng)化**處理（CEPT）加上生物處理試驗(yàn)。曝氣池停留時(shí)間為6-10小時(shí)。平均為8小時(shí)。進(jìn)水流量見圖1。
污泥回流比： 1：1
圖1進(jìn)水流量
進(jìn)水水質(zhì)
進(jìn)水水質(zhì)有一些波動，雨時(shí)和旱時(shí)水質(zhì)有變化，節(jié)日長假期間進(jìn)水水質(zhì)會好轉(zhuǎn)。水質(zhì)見圖2。
圖2 進(jìn)水水質(zhì)
試驗(yàn)結(jié)果表明SS、BOD5、P完全能達(dá)到**A標(biāo)準(zhǔn)，平均CODcr達(dá)到100mg/l，而氨氮不降反而上升，需要進(jìn)一步論證可能的抑止自養(yǎng)菌生長的有毒污染物質(zhì)。
基本試驗(yàn)參數(shù)
CEPT：
混凝劑：硫酸鋁9.8mg/L(Al)
活性污泥：
BOD5負(fù)荷：0.22 gBOD5/gVSS·d
MLSS：2.2g/L
MLVSS0.72MLSS
污泥齡：82d
試驗(yàn)數(shù)據(jù)
CEPT A/O試驗(yàn)穩(wěn)定出數(shù)據(jù)日期是在4.11-30日。詳細(xì)數(shù)據(jù)見下列各圖表。
COD去除率70.3%，BOD5去除93.4%，總磷去除率80%，SS去除率83.4%。BOD5，TP，SS接近**A標(biāo)準(zhǔn)，CODcr大于二倍標(biāo)準(zhǔn)，不但沒減少，反而增加了7.7%，NH3-N去除有嚴(yán)重問題。
表94.11-30連續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)平均值
項(xiàng)目 | 進(jìn)水mg/l | 出水mg/l | 去除率% |
CODcr | 340 | 101 | 70.3 |
BOD5 | 171.4 | 11.3 | 93.4 |
總磷 | 4.13 | 0.85 | 80 |
SS | 67.7 | 11.2 | 83.4 |
NH3-N | 63.7 | 68.6 | 7.7 |
|fRCv2
圖3CEPT工藝（鋁混凝劑）
表3 CEPT工藝參數(shù)
參數(shù) | 進(jìn)水(mg/l) | 出水(mg/l) | 去除率% |
CEPT | 336 | 285 | 15 |
圖3是在生物處理前用低劑量鋁混凝劑進(jìn)行長期CEPT工藝處理的結(jié)果（預(yù)沉降）。圖3結(jié)果證實(shí)了低劑量混凝劑能使COD去除率15%。為生化處理提供良好的工藝條件.表3鋁混凝劑CEPT處理結(jié)果。表中數(shù)據(jù)為平均值。
圖4為CEPT A/O進(jìn)出水水質(zhì)變化趨勢，出水水質(zhì)衡定CODcr 100mg/ld左右。曲線表明進(jìn)出水水質(zhì)均勻比較穩(wěn)定。
圖5為CEPT A/O，BOD5進(jìn)出水水質(zhì)，出水水質(zhì)BOD5穩(wěn)定。
圖7為磷的曲線，磷有較好的去除率。
圖7-1為氨氮的去除率，硝化存在嚴(yán)重的問題。
圖4CEPT 活性污泥出水水質(zhì)
圖5BOD5進(jìn)、出水質(zhì)
圖7總磷進(jìn)出水水質(zhì)
圖7-1NH3-N進(jìn)出水水質(zhì)
圖8污泥指數(shù)SVI
圖8表明SVI性能較正常，沉降性能好，菌膠團(tuán)大，邊緣清晰，原生、后生動物較活躍，有鐘蟲，累枝蟲等，后期有水蚤，輪蟲出現(xiàn)。
水質(zhì)透明度50cm
CPET A/O污泥產(chǎn)量
圖8-1污水排放量
生物污泥產(chǎn)量見圖8-1。平均日排干污泥366克。噸處理污水排干污泥量46.8克。污泥產(chǎn)生量與進(jìn)水的水質(zhì)，SS的濃度有關(guān)。
結(jié)論與討論
在中國，化學(xué)法被認(rèn)為是一種污泥產(chǎn)生量大、污泥難處理且處理成本高、污水處理成本也高的污水處理方法。但是，化學(xué)處理法有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即能去除污水中大部分磷，使處理出水磷含量小于1.0mg/l，這是生物處理難以達(dá)到的,是姚莊污水廠管理策略即污水處理后排入內(nèi)河網(wǎng)值得考慮的工藝方案之一，能解除河網(wǎng)水域富營養(yǎng)化的隱患。國外研究表明，在*優(yōu)的投藥量下，化學(xué)處理法污泥增長量為45%，其中33%來自污染物的去除，12%來自混凝劑產(chǎn)生的金屬氫氧化物。近十年來，化學(xué)處理法產(chǎn)生的污泥有了新的處理和處置技術(shù)，Kemwater公司研究出從化學(xué)污泥中提取有機(jī)物、磷酸化合物、碳源或混凝劑等方法?；瘜W(xué)法能在相同尺寸的池子里，提高表面負(fù)荷，增加處理能力。
根據(jù)這些結(jié)果，我們得出三號泵站污水處理試驗(yàn)的一些結(jié)論：
CEPT A/O工藝處理低濃度水質(zhì)時(shí)可以承受較高的COD污泥負(fù)荷,它可大于單一生化處理的1-2倍的COD污泥負(fù)荷
CEPTA/O對去除磷有明顯的效果,而生物處理不會使磷達(dá)標(biāo)?；瘜W(xué)處理法有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，即能去除污水中大部分磷，使處理出水磷含量小于1.0mg/l，這是生物處理難以達(dá)到的,是姚莊污水廠管理策略即污水處理后排入內(nèi)河網(wǎng)值得考慮的工藝方案之一，能解除河網(wǎng)水域富營養(yǎng)化的隱患
三號泵站污水中大量可溶性緩慢生物降解有機(jī)質(zhì)（來自工業(yè)）使得生物處理階段的負(fù)荷降低?；瘜W(xué)生物聯(lián)合處理高負(fù)荷階段的運(yùn)行結(jié)果不能達(dá)標(biāo)?；钚晕勰喙に囈_(dá)到穩(wěn)定的出水水質(zhì)，停留時(shí)間須10小時(shí)左右（相當(dāng)于活性污泥系統(tǒng)中有機(jī)負(fù)荷約0.07gBOD5/g MLSS*d 和 0.35 g COD/g MLSS*d）。
化學(xué)生物處理工藝去除一公斤BOD5生產(chǎn)的污泥量比生物法高0.42%。如果污泥的處理采用能源回收的方法，就可以得到更多的能量，如果采用填埋處理將占用更多的面積。
姚莊污水處理廠出水COD能否完全達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，是值得關(guān)注的問題。由于該區(qū)域有大量的金屬表面處理企業(yè)，會將無機(jī)還原物質(zhì)排入污水處理廠，無機(jī)還原性物質(zhì)不能用生物處理的方法去除，混在尾水中排出，將影響COD值。
自養(yǎng)菌受到生長抑制的原因需要進(jìn)一步找出原因，如果是重金屬的影響，那么對姚莊污水處理廠脫氮問題上是一個(gè)挑戰(zhàn)。
