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      污水處理工藝水質(zhì)凈化效果分析

      2014-04-28 03:31:00
      水利技術(shù)監(jiān)督 2014年3期
      關(guān)鍵詞:需氧量處理工藝處理廠

      陳 清 白 龍 陳 猛

      (北京市海淀區(qū)水務(wù)局,北京 100094)

      隨著各類科技園區(qū)的陸續(xù)建成,給新區(qū)用水和污水處理能力增加了挑戰(zhàn),城市污水能否得到較好的處理必將對新區(qū)發(fā)展有較大的影響。污水處理工藝就是對城市生活污水和工業(yè)廢水處理的各種經(jīng)濟(jì)、合理、科學(xué)、行之有效的工藝方法[1]。污水處理工藝不僅關(guān)系當(dāng)?shù)匚鬯幚淼男Ч徒?jīng)濟(jì)利益,還關(guān)系到當(dāng)?shù)氐目沙掷m(xù)發(fā)展和環(huán)境建設(shè)。近年來,污水處理工藝層出不窮,工藝的選擇將成為城市污水處理效率的重要因素。比較常用水處理工藝有:A2/O 工藝、AB 法工藝、卡魯塞爾氧化溝工藝、改良的 SBR 類工藝、DAT-IAT工藝、生物曝氣過濾工藝、一體化氧化溝工藝、奧貝爾氧化溝工藝等[2~4]。

      本文結(jié)合新區(qū)已建成并良好運行的A和B兩座污水處理廠,對不同工藝的處理效果進(jìn)行比較。

      1 工程概況與工藝

      1.1 A再生水廠

      A廠建成于2008年,設(shè)計處理污水能力為2萬m3/d,采用的是 A2O工藝,出水水質(zhì)將達(dá)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級A標(biāo)準(zhǔn),該廠近幾年來一直處于較好的運行狀態(tài),整個處理工藝流程見圖1。A2O工藝簡單,具有總水力停留時間少于其它同類工藝,工藝由厭氧(缺氧)好氧交替運行,不宜絲狀菌繁殖,不宜污泥膨脹,不需投藥等特點,但是也有脫氮效果難于提高,污泥增長受到一定的限制,使得除磷效果不易提高等缺點[5]。

      1.2 B再生水廠

      B廠也建成于2008年,工藝流程分為預(yù)處理、生物處理、深度處理、污泥處理和除臭處理5個部分,工藝流程如圖 2。主要處理工藝采用卡魯塞爾氧化溝3000。再生水廠出水水質(zhì)執(zhí)行北京市《水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB11/307-2005)中的一級 B標(biāo)準(zhǔn),并滿足國家和北京市有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求??斎麪栄趸瘻鲜?967年由荷蘭的DHV公司開發(fā)研制,它的研制目的是為滿足在較深的氧化溝溝渠中使混合液充分混合,并能維持較高的傳質(zhì)效率,以克服小型氧化溝較淺,混合效果差等缺陷[6]。經(jīng)實踐證明,該工藝具有投資省、處理效率高、可行性好、管理方便和運行維護(hù)費用低等優(yōu)點。

      2 采樣與分析方法

      2.1 樣品采集與保存

      按照水質(zhì)檢測中心《水和廢水監(jiān)測分析方法》相關(guān)要求[7],于每月定期在固定點位采取1個瞬時樣品,當(dāng)日分析化學(xué)需氧量(CODcr)、五日生化需氧量(BOD5)、氨氮(NH3-N)、總氮(TN)、總磷(TP)共5項指標(biāo)。進(jìn)水取樣點為沉砂池出口,出水取樣點為二沉池出水排放口。

      2.2 樣品分析

      水質(zhì)分析方法:CODcr采用GB/T22597-2008重鉻酸鹽法,BOD5采用HJ505-2009稀釋與接種法,NH3-N

      圖1 A再生水廠處理工藝圖

      圖3 2013年A、B兩廠進(jìn)水水溫變化圖

      3 結(jié)果與討論

      3.1 進(jìn)水水溫分析

      相關(guān)研究表明,進(jìn)水水溫對污水處理效果有一定的影響[8],對兩個污水處理廠進(jìn)水水溫隨季節(jié)變化做了測定(見圖3)。從圖3可以看出,每年6~10月份水溫較高,為 21℃~28 ℃;而1~3月份以及12月份水溫較低,均為12 ℃以下;最低為1月份,低于5℃。但是水溫對A、B兩廠工藝的處理效果不造成影響。

      3.2 化學(xué)需氧量

      城市生活污水處理廠的主要功能之一是削減污水中的有機污染物,削減污染物的總量同時受處理水量和進(jìn)水CODcr濃度的影響。圖4中(a)和(b)是兩個處理廠2013年的進(jìn)出水CODcr變化情況。從圖中可以看出,兩個廠處理效果都很好,出水水質(zhì)保持穩(wěn)定且均達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)一級B標(biāo)準(zhǔn)[9]。采用 HJ535-2009納什試劑分光光度法,TN采用GB/T11894-1989堿性過硫酸鉀消解紫外分光光度法,TP采用GB/T11893-1989的鉬酸銨分光光度法。

      圖2 B再生水廠處理工藝圖

      進(jìn)水水質(zhì)變化與時間變化無明顯的規(guī)律,B廠進(jìn)水水質(zhì)要劣于A廠,B廠COD進(jìn)水最高達(dá)到了550mg L-1,A廠最大達(dá)到了300mg L-1,進(jìn)水年均濃度分別為A 廠90mg/L,B廠216mg/L,經(jīng)處理后A廠年均出水濃度為10mg/L,B廠為11.5mg/L,A和B兩個廠年處理平均效率分別高達(dá)88.9%和94.5%,兩廠出水 CODcr均低于 25mg L-1,溫度和進(jìn)水濃度對兩種工藝的處理效果沒有明顯影響,出水完全滿足排放要求。

      3.3 五日生化需氧量

      圖4(c)和(d)顯示了兩個廠進(jìn)出水BOD5的變化情況,從圖可以看出,BOD5與CODcr有較為密切的相關(guān)性,兩個指標(biāo)的進(jìn)水濃度具有一致的波動特點,B廠進(jìn)水濃度明顯要高于A廠,A廠進(jìn)水濃度年均值為30.4mg/L,B廠為98.1mg/L,B廠是A廠進(jìn)水的3倍,而兩個廠的進(jìn)水濃度最大值分別為104mg/L, 379mg/L,也約為 3倍關(guān)系,對比化學(xué)需氧量濃度分布圖,可以看出該水體可生化性良好。從出水指標(biāo)來看,經(jīng)處理后 A廠年均濃度為4.8mg/L,B廠出水年均濃度僅為2.3mg/L,平均處理效率分別達(dá)到了 84.2%和 97.7%,可以看出 B廠的處理效率要高于A廠,但兩個廠出水水質(zhì)均能滿足排放要求,小于 20mg/L,出水水質(zhì)穩(wěn)定,外界條件的變化對處理效果沒有造成顯著影響。

      3.4 氨 氮

      圖5(a)和(b)分別是A廠和B廠氨氮進(jìn)出水監(jiān)測情況,可以看出,進(jìn)水濃度隨時間沒有明顯規(guī)律,但是兩廠9月進(jìn)水濃度均較高,A廠在5月出現(xiàn)最大進(jìn)水濃度,為24.2mg/L,最小為11月份濃度僅為 1.9mg/L,年均進(jìn)水濃度為 10.4mg/L,B廠9月份進(jìn)水最差,濃度為92.7mg/L,7月份進(jìn)水較好,僅為 11.6mg/L,年均進(jìn)水濃度均值 33.8mg/L;A和B兩廠出水年均濃度分別為0.645mg/L和1.07mg/L,處理效率分別為A廠93.8%,B廠96.8%,出水水質(zhì)良好,完全達(dá)到排放要求。

      圖4 (a)和(b)是A和B廠進(jìn)出水CODcr變化情況;(c)和(d)是A和B廠進(jìn)出水BOD5變化情況

      3.5 總氮

      從圖5(c)和(d)可以看出,總氮最大進(jìn)水濃度A廠為5月,濃度44.2mg/L,最小為3月,濃度為10.7mg/L,已經(jīng)達(dá)到排放要求,年均進(jìn)水濃度值為23.1mg/L,B廠進(jìn)水最大為9月份,濃度為95.7mg/L,最小為2月份,濃度為16.2mg/L,進(jìn)水年均值為38mg/L,表明來水總氮含量總體較低,對比氨氮濃度分布圖,可以看出NH4+占總氮比例較低,不是氮類污染物的主要貢獻(xiàn)者;出水A廠年均濃度值為10.2mg/L,B廠年均濃度值為 13.1mg/L,出水濃度均值接近,處理效率分別為55.8%和65.5%,表明兩廠的工藝對總氮的處理能力相當(dāng),低的處理效率可能與進(jìn)水濃度、氣溫、硝化工藝等有關(guān),雖然處理效率不高,但是A廠出水濃度均符合排放要求,B廠9月和10月有異常波動,出現(xiàn)連續(xù)不達(dá)標(biāo)的情況,超過了一級B對總氮20mg/L的要求。

      圖5 (a)(b)A和B廠進(jìn)出水NH3-N變化情況;(c)(d)A和B廠進(jìn)出水TN變化情況

      3.6 總磷

      圖6(a)和(b)是A和B兩個廠進(jìn)出水濃度變化情況,可以看出兩個廠的進(jìn)水濃度基本相近,但曲線變化無明顯規(guī)律。從圖6(a)可以得到A廠進(jìn)水最大濃度值為6月份3.47mg/L,最小值是9月份為0.47mg/L,年均進(jìn)水濃度值為1.83mg/L。圖6(b)可以得到B廠進(jìn)水濃度最大值為12月份3.77mg/L,最小值是7月份僅為0.97mg/L,進(jìn)水濃度年均值為 2.43mg/L。出水水質(zhì)來看,A廠年均出水濃度為0.92mg/L,B廠為0.31mg/L,處理效率分別為49.7%和87.2%,總體來看,B廠對磷的處理效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的優(yōu)于A廠,從出水達(dá)標(biāo)情況來看,圖中可得出A廠全年達(dá)標(biāo)排放率僅為50%,有6個月出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)排放,而 B廠全年達(dá)標(biāo)排放率為91.7%,僅6月出現(xiàn)不達(dá)標(biāo)。表明B廠處理工藝效果更好,比A廠工藝更加適合該地區(qū)污水的處理。

      圖6 A和B廠進(jìn)出水TP變化情況

      4 結(jié) 論

      通過對兩個不同工藝的生活污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)行長達(dá)一年的監(jiān)測,并對處理效果進(jìn)行了分析比對,發(fā)現(xiàn)溫度和進(jìn)水濃度等條件對兩個廠子處理效率不造成顯著影響,兩個廠子對氨氮和總氮處理效率相當(dāng),但是在化學(xué)需氧量、五日生化需氧量和總磷三類污染物處理能力方面,B廠處理效率明顯高于A廠,因此認(rèn)為B廠工藝更加適合處理該地區(qū)的污廢水。

      [1] 李盛,許小華.淺析幾種城市污水處理工藝[J].江西水利科技,2013,39(2).

      [2] 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,2010.

      [3] 袁東洲.中小型城市污水處理廠適用工藝分析[J].科技論文與案例交流,2013,7.

      [4] 向宇.淺析污水處理工藝方法的當(dāng)前狀況和進(jìn)展[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用,2013,18.

      [5] 景艷波.A2/O工藝在城市生活污水處理中的應(yīng)用[J].能源與環(huán)境,2013,2.

      [6] 張培帥,徐海曉,陳步東.魯塞爾氧化溝工藝水質(zhì)凈化效果季節(jié)變化特性分析[J].2011,37.

      [7] 國家環(huán)境保護(hù)總局.[M]水和廢水監(jiān)測分析方法.北京:中國環(huán)境出版社,2002,12.

      [8] 黃力勇. 淺析我國城市污水處理工藝的現(xiàn)狀及存在的問題[J].黑龍江交通科技,2013,7.

      [9] GB 18918-2002,城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社,2002.

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