博鱼·综合体育(中国)官方网站入口布吉水质净化厂复合生物处理系统试验分析研究

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　　布吉水质净化厂复合生物处理系统试验分析研究 布吉水质净化厂复合生物处理系统试验分 析研究 2O07年第3期?PEARLRIVER人民珠江 布吉水质净化厂 复合生物处理系统试验分析研究 严由生,缪犟 (深圳市防洪设施管理处,广东深圳518036) 摘要:短水力停留时间(HRT=3.5h)的淹没式生物膜一活性污ilE(SBF—AS)复合生物处理系统,能高效和稳定地 处理流量大,污染物浓度高,波动范围大的城市污水,出水达到《城镇污水处理厂污染物排放

　　))(GB18918—2002) 的1B标准,具有节省造价,运行费用低,占地面积小等优点,值得在水环境治理工作中推广. 关键词:城市污水;SBF—AS工艺;试验 中图分类号:)(522文献标识码:B文章编号:1001—9235(20Cr7)03—0031.04 深圳布吉水质净化厂原有的常规混凝沉淀池由于运行 效果不佳,出水达不到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 (GB18919—2OO2)1B标准,出水排人布吉河仍然有较大的污 染.为改善河道水质,拟在厂内现有场地条件下对其常规混 凝沉淀池实施部分改造,用短水力停留时间(HRT)淹没式生 物膜一活性污泥(sB卜As)复合生物处理工艺取代混凝沉淀 工艺,使原有的10万m3/d混凝沉淀池,出水达到1B排放标 准.由于sB卜AS复合生物处理工艺是一种新型工艺,因此 在改造

　　之前有必要进行中试试验,根据试验结果,决定 该工艺能否取代原混凝沉淀工艺. 1试验设备设计及制作 中试设备放置在布吉水质净化厂,为使试验更加贴近实 际,采用该厂从布吉河泵抽的原生污水(进水)进行试验,在 出水水质满足1B排放要求时,将获得的设计参数直接用于 布吉混凝沉淀池改造为短停留时间sB卜AS工艺的设计. 试验思路是用原有的部分混凝沉淀池作为处理空间,加 上sB卜AS生物复合处理工艺,提高处理效率和出水水质. 处理

　　为原生污水首先进入sB卜AS复合生物处理池,后 接化学混凝沉淀池. 试验设备由普通钢板(勰)焊接而成,总长12m,宽3m, 设备总体分为4部分:第一部分(最前段)为sB卜AS复合生 物处理池,长6m×宽3m×有效水深3.5m,有效容积63m3; 第二部分为混凝/絮凝反应池,在中间加设一垂直钢板将其 分为两等份的混合与絮凝反应池,尺寸分别为长1.5m×宽 1.5.m×有效水深3.3m(第一混合混凝反应池)或3.1m(第 二个混凝絮凝反应池);第3部分为斜管沉淀池,长3m×宽3 m×有效水深3m;第4部分为污泥浓缩池,用于接收从沉淀 池底部排出的沉积污泥并进行浓缩. 2试验设备的运行 sB卜AS复合生物处理池启动运行时,首先要在填料表 面上培养形成生物膜,同时在处理污水中形成活性污泥.为 了使该池中尽快形成足够的活性生物量,从罗芳污水处理厂 运来脱水活性污泥并加入该池中,在池中装满原生污水,然 后关闭进水阀门,打开压缩空气管道将压缩空气通过安装于 池底的圆盘式微孔曝气器将压缩空气以无数细小气池的形 式进行污水与活性污泥的混合,使其处于好氧状态.经过1 d的曝气培养,在填料表面上形成一层薄的生物膜;连续闷曝 培养3d后即形成了厚实的生物膜和较多的悬浮活性污泥, 此时COD浓度减少了70%左右.此后,打开进水阀门往该 池注入原生污水,其进水流量逐渐由小到大,开始为10m3/h, 随后每天增加流量2.0m3/h,1周后增至18m3/h,相当于水 力停留时间(HRT)为3.5h. 3试运行工况及存在问题 生物膜培养1周后,生长良好,开始进行初期试运行试 验.利用装在进水管上的转子流量计,把进水流量调到18 m3/h,使水力停留时间与布吉原混凝沉淀池改造成sB卜AS 复合生物处理池一混凝沉淀池后10万m3/d的污水在复合 生物处理池中的实际停留时间3.5h相吻合. sB卜AS复合生物处理池的出水进入混凝一絮凝反应 池中,依次以下向流和上向流的方式流经混合一混凝池和絮 凝池,在两个池的底部装设曝气器,在进水端投加混凝剂,先 后试验了硅藻精土,聚合氯化铝和硫酸铁.试验结果表明, 硅藻土最为有效,在投加量100mg/L时,混凝沉淀效果良好, 斜管沉淀池清澈见底,出水SS(悬浮固体)和浊度都小于10 mg/L,出水TP(总磷)浓度低于1mg/L. 收稿日期:2006—12.18 作者简介:严由生,男,江西赣州人,主要从事城市河道防洪及水环境设施的建设和 管理工作. 31 试验结果发现,出水SS,COD(化学耗氧量),BODs(生化 需氧量)基本达到了《城镇污水污处理厂染物排放标准》 (GB18918—2002)1B标准;在复合生物处理之后,附加物理化 学混凝沉淀,尤其是采用硅藻精土作混凝剂时,1P达到了1B 排放标准. 但是出水NH3一H(氨氮)和TN(总氮)远达不到1B标 准.经分析,发现有以下主要原因: a)原设计进水与出水系统不合理,如设计水力停留时 间为3h,而实测的水力停留时间仅为40min,造成水力短流; b)曝气器质量差,微孔曝气器吹出的气泡不是微小气 泡,致使氧的利用率很低,没有足够的有效氧对氨氮进行硝 化; c)沉淀池的出水溢流堰总长度太短,使出水上升流速太 大,出水含有较多的悬浮物,COD,BOD,N,P等. 4试验设备改进 针对试验中发现的问题,对中试试验设备进行了下列改 进: a)在sB卜AS复合生物反应池出水溢流堰前1.5m处 加设横向垂直挡水导流板,伸人水面以下2m,减少水流在 sB卜AS复合生物处理池中的出水溢流,消除短流.经实际 测量结果确定,改进后该池有效容积利用率提高到80%. b)改用高效微孔曝气棒并单侧布置,形成横向水力旋 流和纵向水力推流的复合水力流态,既能延长气泡在池中停 留时间和提高氧的利用率,又能消除水力短流. c)采用德国进口的最新一代用硅橡胶制成的微孔曝气 棒取代原中试试验采用的圆盘式曝气器,其布设方式不再采 用沿全底部布设,而采用池底单侧(占1/2的池宽)密集布 设.这样在池中曝气时会形成横断面上的气水混合液的旋 流,可使通过曝气棒鼓人水中的空气泡随着横向旋流而较长 期地逗留于水中,显着提高氧的有效利用率;同时横向水力 旋流也有效地防止了纵向水力短路. d)在沉淀池水面,增加出水溢流堰的总长度,改善出水 质量.将出水溢流堰加长,沿该池水面的四周布设溢流堰, 同时在该池中间增加横竖两条溢流堰,形成田字形.实际运 行结果表明,溢流堰的出水效果大为改善. e)增加污泥回流系统,减少外排污泥量,延长污泥龄,增 加硝化菌的数量.先将斜管沉淀池底部沉淀的污泥,以2,4 h的间隔,定期向污泥浓缩池排泥;然后从污泥浓缩池向复合 生物处理池的前端回流污泥,以增加生物量.实际运行结果 表明,污泥回补有助于提高污水的处理效果. f)采用小剂量硅藻精土投加及回流循环,在混凝一吸附 的同时,还可作为硝化菌附着载体.实际运行结果确定的硅 藻精土适宜投加剂量为20—30mg/L. 5试验设备运行及试验结果 打开进水阀门将原生污水引人sB卜AS复合生物反应 池中直到装满全池,然后将从横岗污水处理厂运来的约2t脱 32 水活性污泥倒人该处理池中,同时打开压缩空气管道和曝气 棒等组成的平曝气系统,使污水和污泥混合并进行闷曝.经 过连续3d培养后,填料表面的生物膜生长良好,相当丰满. 然后开始打开进水阀I-/~t人原生污水,使之连续地流人和流 出;第1天进水流量取1Om3/h,第2天增至12m3/h,第3天 增至15m3/h,第4天达到18m3/h,其相应的水力停留时间为 3.5h. 经过一个月的运行后,填料上增长的生物膜和悬浮生长 的活性污泥都达到稳定,能高效地去除各种主要污染物,如 SS,COD,BODs,TN,NH3一N和TP.其运行效果分别示于图 1…234. 由图1可见,尽管进水ss浓度有时很高(大于500mg/L), 但是出水ss浓度一直很低,大都低于10mg/L,不仅达到了 1B排放标准,而且达到了1A排放标准.多次出水水样清澈 透明如同矿泉水,其浊度和ss测定值小于1mg/L,SS平均去 除效率高达92.6%.活性污泥的沉淀性能良好,SVI(污泥容 积指数)仅为20,40mL/g,倒人烧杯或量筒中仅10min便沉 淀完毕. 由图2和图3可见,这种短水力停留时间的SBF—AS复 合生物处理系统具有很强的去除COD和BODs的能力.尽 管进水COD浓度时常在300—500mg/L范围内,但是,在运 行2周后出水稳定在20,45mg/L之间,不仅达到1B排放标 准(60mg/L),而且也达到了lA排放标准的 平均去除率为81.6%. 出水BOI)5浓度有90%以上的水样在1O一20mg/L之 间,达到1B排放标准,其中约40%达到1A排放标准.这说 明,在生物膜中和活性污泥中生存着大量而有活性的异养菌 种群,它们能高效降解和去除有机污染物. ,短水力停留时间的SBF,AS复合生物处理 由图4可见 系统在去除氨氮方面较为困难;运行,周后ss,Bo和 CODcr5项污染物便达到1B排放标准,甚至1A标准;运行2 周后TN和TP便达到1B排放标准,甚至1A排放标准(尤其 是1P).总磷的高效去除达到生物除磷国内外文献记载的最 高水平,出水TP经常0.5nag/L;在进水TP2—3mg/L时, 出水TP时常?O.2mg/L.在运行一周后TP平均去除率达到 90%. 这种高的1P去除率,与该处理系统采用如下的污泥处 理流程有关:沉淀池沉淀污泥首先排人污泥浓缩池,在其中 逗留较长的时间进行厌氧反应,由此释放污泥中摄取的聚合 磷,回流至复合生物处理池,在好氧环境中污泥进行过量摄 磷,随后在沉淀池和污泥浓缩池中以派生污泥的形式从系统 中排除磷. 6几点认识 a)短水力停留时间(HRT=3.5h)的sB卜AS复合生物 处理系统,能高效和稳定地处理污染物浓度相当高的城市污 水,使出水全面达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》 60o 5? 4? 3? 2o0 1? O — t一皿l水TSS —— ,椎 jl水TS,S一1A扫 ?一m水TSS +TSS上除丰 —— 水TSS-1B标准 —— 上:均 o34 运fjIlj『Ilj,{d) 图1进水和出水ISS浓度随运行时间的变化曲线 十j』圭水COD+I水COD——水CO~IBN;准 :,./\...八—/—\. / :;::::-\-//.一,\-..:..,,一一._..__\??]?,一?r/?_],1一幸_,,—卜广幸]一?— 200 18O 160 140 12O 1OO 8O 60 40 2O O o34 H寸f}Ij/(d) 图2进水和出水COD浓度随运行时间的变化曲线-,-it-llI水BOD5 —— 水BOD5,-1A~准--,.I.-,-BOD5上除韦 一 if水B0D5-1BN:;II~ 一 上际半均lI 1314516仃18192034 运}J时n,(d) 图3进水和出水B0浓度随运行时间的变化曲线 一瓣篷?仍卜 伯???加0 湖枷枷挪伽. 一],E)/鲻艇协?卜 一},静j}叠Doo ??柏加0 —1,aE)/艇Qoo—J,lj圳),繇oo? 80 60 苣 =, 40 Z 生20 Z 0 I_j韭水NH3-N一?,m水lH3-N 一 农NH3-N1Ah:;9~—?,NH3.N』髂串 —— d,NH3-N一1Bhiffl; —— J鼢书均 一 入,.. ? /\.厂w: .,:/,/k,一, 一 ,. , . , ? t: l-?l-/-,?—1:::?/tilt?,,?,. ............._......._,I._l_..._._,-J.IL~一 034 时U,(d) 图4进水和出水中NH3一N浓度随运行时间的变化曲线B标准,其中SS,COD,BOD5和11)等4e)该复合生物处理系统产生的污泥,沉淀效果极好,SVI 项指标70%,80%达到1A标,可取代混凝沉淀工艺,提高布仅为20,40mL/g,混合液放人量筒或烧杯中,静止沉淀5min 吉水质净化厂出水水质.便基本沉淀完毕.此外,污泥产量也很多,每处理10000m3 b)在生物反应池单侧布设曝气器,能形成池中横向旋流污水产生脱水污泥0.5,1m3,污泥含水率约为70%或60% 和纵向推流的复合水力流态,这既能提高氧的有效利用率,又(含硅藻精土时). 能消除水流短路.f)采用短水力停留时间处理工艺的污水处理厂占地面积 c)污泥循环回流,既能增大生物处理系统的活性生物很小,每处理10000m3污水占地2000—2500m2,无需一级处 量,又能增加硝化菌和聚磷菌的数量,并使后者经历厌氧,缺理,经预处理后直接进入该复合生物处理池及其后的短/-/I~T 氧和和氧环境而达到总磷的高效去除.沉淀池.工艺流程简短,基建费用低,污水处理费用低,约为 d)投加少量硅藻精土(20,30mg/L)能显着改善处理效0.30—0.40元/m3,经济效果显着. 果,尤其是混凝沉淀效果,使出水清澈透明,各种主要污染物 的浓度都很低,达到1B或1A标准.(责任编辑:郑斌) (上接第30页) a)设置砂滤池法.采用大断面,多层次滤网防止沼蛤幼 体进出并减少食物来源,建造过滤池,使原水经过砂过滤处 理,以使内河孳生的沼蛤幼体不能通过砂滤进入取水管涵. b)涂料法及贴光滑磁片法.通过实验多种防生物固着 涂料或贴光滑磁片等防止沼蛤固着在洞壁上,优选并试制成 针对性的防固着涂料.但近两年在输水管道和隧洞采用涂 料试验的地段与普通地段对比,防除效果并不明显. c)化学杀除法.在沼蛤繁殖季节采用五氯氛钠或氯气, 高压氧(臭氧)等技术,在取水口隧洞和东江泵站前池约800 米范围内杀除幼虫,不至于随水流到达下游生长,使下游也 达到防除目的.此方法虽对防除沼蛤取得了效果,但因其可 能有毒或异味,可能会把鱼虾等统统杀死,对水工混凝土的 耐久性可能也有影响.下一步可对五氯氛钠或氯气,高压氧 (臭氧)的投放量进行深入研究. d)人工及机械清除法.目前仍是本工程采用的主要方 法,即每年度检修期间抽完积水,沼蛤自然脱水死亡后,采用 人工及辅助机械进行铲除,扫除,个别清除.但该法的成本 比较高,检修期长达1个月. e)反生长繁殖法.通过改变工程运行方式,在沼蛤的繁 殖季节适当停水,增加停水次数或将检修期从10月份提前 至8月份等. f)在线监测系统法.通过研究水体水质,藻类,微生物 34 及颗粒物等因素与沼蛤生长的相应关系,起到预警功效的同 时利于控制措施实施时间的选择. g)方法.加热杀灭幼虫或在取水13处采用强光驱 赶或生态水冲洗,阻止幼虫进入取水口. 6结语 a)贝类在原水输送管涵内的生长属自然现象.东江水源 工程由于沼蛤繁殖速度和数量惊人,它的群栖特性和分泌物 对砼输水管涵工程有一定的危害性,大量死亡会产生腐臭,影 响水质,需要特别研究其防除,贝类暂不构成危害. b)沼蛤生长与水体藻类等食物丰富,水体物化条件,流 速,管壁糙度有一定的关系. c)现有的防除方法还要深人研究.应针对沼蛤的生物 生态特性进行专项深入研究,采用现场试验为主,实验室试 验分析为辅的方式,找出更为经济可行的防除方法. 致谢:本文参考了深圳市东江水源工程管理处的科研报 )及 告《长距离输水管线贝类生长规律及防治研究》(2006年《深圳市东部引水工程水量水质统一管理的应用研究》(1998 年),谨此致谢! 参考文献: [i]黄凌,刘家珩,张锡辉,等?长距离引水工程水质迁移转化规律研 究[J].水利规划与设计.2003,(3); [2]董军?长距离大流量输水管涵贝类防除研究[J].中国农村水利 水电.2005,(3)? (责任编辑:王艺) 一一,脚N.?z 僦???.蜘??

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