城市污水處理廠二級出水深度處理工藝中試研究

李慶冬 段叢苗

摘 ?要：目的：對城市污水處理廠二級出水深度處理工藝中試進行研究，對其的穩定性、運行成本和再生水質進行詳細考察。方法：采用中試規模試驗的方式去除二級出水中的氮、有機物、磷等物質。結果：這種方法能夠高效、穩定的對二級出水進行有效的處理，再生水質的水質能夠達到國家相關規定的標準。結論：失效再生液的結晶產品能夠對污染進行控制，中試規模試驗達到了資源回收的目的。

關鍵詞：再生水;二級出水;中試;運行成本

隨著社會經濟發展速度的不斷加快，人們對自然資源的需求量也在增加，這種情況給我國社會發展造成了非常大的阻礙。因此，為了提高水資源的利用效率，相關人員要加大對水環境污染、水資源短缺問題的重視，對城市污水再生、深度處理進行重點研究，提高城市生活雜用水、工業冷卻水應用的效率，我國才能真正的實現可持續發展。

很多國外城市的污水再生水廠，在對二級出水進行再生處理時，一般采用的都是雙模法對其進行處理，其能夠對磷、氮等污染物進行高效的去除，但是雙模法的運行成本非常高，并且其在應用過程中會產生大量高鹽廢水，這種廢水本身的處理難度非常高，能夠造成嚴重的膜污染，并且其在對再生水進行處理時，對輸送管道材質的要求非常高，這些因素都在一定程度上限制了雙模法的應用。

本文在對二級出水深度處理工藝進行研究時，要加大對低成本有機材料開發的重視，能夠對三種污染物進行有效的去除，其的核心單元一般都是固定床，其在進行資源制備時，能能夠對磷、氮回收，對二級出水進行再生，制備農用化肥，對再生水的潛在用途進行探討，保證其能夠符合6類水質規定的標準，并且還要對失效再生液結晶產品能否進行農用化肥制作進行研究，對中試規模試驗的運行成本進行探討。

1 材料與方法

1.1 主要材料與中試裝置

中試時間為2012年8月——2013年12月，中試試驗在北京市亦莊開發區東區污水廠再生水生產車間進行，原水為小紅門污水處理廠二級出水。原水流人添加有機材料的固定床反應器，接觸反應后出水流人清水池，達到設定穿透點（再生水TP為0.1mg/L）后采用再生液逆流再生，形成完整的"吸附-再生"運行周期，原水中有機物、氮、磷通過多重作用高效吸附在吸附材料上，然后通過再生過程高效富集到再生液中。重復使用再生液至其失效后更換新鮮再生液繼續運行。收集失效再生液，結晶制備農用化肥。

1.2 檢測項目和方法

CODa、BOD3、CODm、TP、TN、NH：-N、NO;-N、NO2-N、總堿度、總硬度等的測定均采用國家規定的標準方法。DOC用ShimadzuTOC-5000A測定，SO2-和氟化物利用DionexICS-1100離子色譜儀測定，Fe、Mn、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Ba、Zn、Al和Ni用VarianICP720離子發射光譜儀測定，Se、Hg和Pb用ThermoICE3500原子吸收光譜儀測定。

2 結果與討論

2.1 水質變化

長期試驗過程中，選取39項水質指標作為監測指標，分別為：有機指標10項（CODe，BOD3，C0Dm，DOC，UV2s4，BaP，PCBs，陰離子表面活性劑，揮發酚，石油類），元素指標15項（Mn，Fe，As，Ba，Cd，Cr，Pb，Hg，Cu，Zn，Se，Ni，Sb，B，Al），其它指標14項（TP，TN，NH4-N，NO;-N，NO2;-N，SO2～，SiO2，pH，TDS，總硬度，總堿度，氟化物，硫化物，氰化物）。

從表1可以看，二級出水中有機物、磷等經過該工藝能夠穩定、高效去除。相比之下，總堿度、總硬度、氟化物、TDS、SiO2、Mn、Ba等的去除能力較弱（去除率<15%）。二級出水和再生水中其他水質指標均低于檢出限。

對比該再生水水質與相關水質標準可以發現，除NH：-N和TN以外，再生水水質達到地表水II類水體標準。另外，除NH2-N外，再生水水質已達到城市污水再生利用中最觀環境用水水質標準、城市雜用水水質標準、工業用水水質標準、地下水回灌水質標準（27項指標，其中C0Dcr達標率80%，NO;-N達標率96%，TDS達標率90%，BaP達標率90%，其它指標達標率100%）、農田灌溉用水水質標準等再生水水質標準。此外，中試過程中二級出水NH-N濃度與生物處理工藝運行狀況直接相關，并嚴重影響再生水中NHI-N濃度。在對廢水生物進行處理時，相關人員要加大對二級出水NH2-N處理的重視，降低其的濃度，再生水才能滿足城市對污水水體再生的標準，其潛在用途包括工業用水、景觀用水、地下水回灌、城市雜用水和農田灌溉等多個方面。

2.2 失效再生液結晶產品肥效分析

在對二級出水進行深度處理時，相關人員要加大對失效再生液富集的重視，其一般都是由磷、氮元素組成的，其的結晶產品一般都是顆粒狀、淺褐色，在對其進行檢測之后，可以發現氮的含量已經達到了23.1%，其已經達到了硫酸銨、碳酸氫銨的要求，其的相關指標都滿足了農業用氯化銨的要求，達到了水資源回收，減少二級出水對環境造成污染的目的。

2.3 運行成本估算

在對城市污水處理廠中試運行成本進行估算時，相關人員要加大對材料費、電費、水費等估算的重視。在進行再生水配置時，相關人員也可以采用這種方法，其的水費為零。

在對其的電費進行估算時，相關人員一般估算的都是進水泵的電費，并且在進行估算時，其經常會受到中試實驗規模的影響，電費高達1.25元/m'，遠高于其它固定床工藝（順流進水-逆流再生）的電費，如固定床離子交換器處理硝銨廢水時電費為0.4元/m3（6））（注：2013年），一級復床+混床的離子交換工藝生產鍋爐補給水時電費為0.11元/m2。

藥劑費：0.5元/m'。包括再生液藥劑費0.6元/m'、失效再生液蒸發結晶成本0.5元/m'，結晶產品按農用化肥（0.6元/m3）售出收益。

材料費。按照185個周期折算吸附材料費用為0.3元/m3。考慮到試驗期間材料性質的穩定，未來實際材料費將有-定程度的降低。

3 結論

現在我國在對二級出水進行處理的過程中，采用的一般都是二級出水深度處理技術，這一技術本身就有著凈化目標非常單一的特點，其在對二級出水進行處理時，一般都是對有機物、磷進行處理。在對二級出水進行深度處理時，相關人員如果采用深度除磷技術，那么其在對出水水質進行處理時，其采用的方法一般都是化學沉淀方式，并且在進行實際應用時，相關人員還要根據進水的濃度對其的操作參數進行調整，其的出水水質才能得到有效的控制。但是，在對出水水質進行處理時，其經常會出現化學藥劑添加過量的情況，這種情況不僅會在一定程度上提高城市污水處理廠的運行成本，還能降低有機物、降低磷污染物的資源化水平，采用高級氧化技術對二級出水深度處理，副產品對人體健康造成的污染才能得到減少。

綜上所述，在對二級水進行處理時，相關人員要加大對深度處理工藝應用的重視，二級出水中磷、氮等污染物才能得到去除，城市雜用水、景觀用水等的相關標準才能得到滿足。另外，在對失效再生液結晶進行資源回收時，相關人員要保證其能夠達到國家農用化肥的標準。

參考文獻

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作者簡介：李慶冬，身份證號：230102198811213737;段叢苗，身份證號：230505198904210448。