某公司生活污水處理過程的研究與探討

2022-02-04 09:28:32趙玉敏

甘肅科技縱橫 2022年9期

關鍵詞：水質工藝效果

趙玉敏

（甘肅省膜科學技術研究院有限公司，甘肅蘭州 730020）

經過調查和統計，該公司生活污水排水量為Q=15 000 m3/d，生活污水水質成分見表1所列。

表1 生活污水進水水質指標單位：mg/L

經甘肅省膜科學技術研究院有限公司對該公司生活污水處理后，出水指標達到《污水處理廠污染物排放標準》（G18918-2002）一級A 標準，具體參數見表2所列。

表2 生活污水出水水質指標單位：mg/L

1 處理工藝確定

我國生活污水處理工藝主要有A/O（厭氧-好氧）、A2/O（厭氧-缺氧-好氧）、SBR（間歇曝氣活性污泥法或序批式活性污泥法）、氧化溝等，通過對4種工藝過程的比較，最終確定出該公司生活污水處理工藝。

1.1 A /O 處理工藝

此工藝過程對生活污水處理的優點主要有：去除效率較高，該工藝對去除生活污水中的有機物、氮磷等具有較好的效果。此工藝流程比較簡單，采用構筑物以及裝置少，因此本工藝可以節約基建費用和運行費用，降低運行成本。好氧池內用于消化反應的部分硝化液返回厭氧池，厭氧池內的反硝化菌以原污水中的有機污染物作為碳源，將回流硝酸鹽中的氧作為發生反硝化反應的受體，將硝態氮還原為氣態氮N2反硝化脫氮，故不需要投加碳源。耐沖擊負荷能力強，該工藝對進水水質水量波動較大或污染物濃度高的污水能正常處理，維護和運行管理簡單。反硝化產生的堿度可以補償消化反應所消耗的堿度，因此無需添加額外的堿度來調節pH。

此工藝過程對生活污水處理的缺點主要有：處理后的水可能含有一定濃度的硝酸鹽，如果二沉池運行不當，將會發生反硝化反應，導致污泥上浮，處理水質惡化；該工藝反硝化脫氮效率不高，如果想要提高反硝化效率，必須提高內循環比，這樣必然會增加運行費用；由于污泥循環液來源于好氧硝化池，含有一定量的溶解氧，故使反硝化段保持理想的缺氧狀態比較困難，影響反硝化脫氮效果，使脫氮效率降低。

1.2 A2/O 處理工藝

此工藝過程對生活污水處理的優點主要有：該工藝是最簡單的工藝，此工藝對生活污水處理的同時有脫氮除磷功能，且水力停留時間較短；不容易出現污泥膨脹現象，由于本工藝是在缺氧、好氧條件下交替執行，因此絲狀菌不能大量繁殖；處理后的污泥磷濃度高、肥效好，進一步處理后可作為肥料用于農田等；該工藝運行費用較低，不需要另外投加藥品，厭氧缺氧段只需要在不提高溶解氧條件下攪拌即可。

某交通工程為土體隧洞，含水量較大，施工中突然出現了大量土方坍塌，在各種方法失敗后，一度選擇了洞內水平旋噴加排水的加固方案。施工單位在掌子面的各個部位布設了塑料排水管道，埋深3 m以上，排出來的水經匯總集中由水泵排出洞外。排水方案實施以前，開挖中已施工完成的水平旋噴樁尚且完整，而在加強排水以后，樁體均出現了不同程度的破壞。此后，施工單位選擇了延長排水時間，大幅降低開挖進度的措施通過了該不利地質洞段。

此工藝過程對生活污水處理的缺點主要有：污泥量不容易增長，除磷效果不容易提高。

由于內循環不易過高，反硝化效果也難以進一步提高，難以使脫氮除磷效果達到比較高的標準。廢水經過脫氮除磷后進入二沉池，二沉池內應保持一定濃度的溶解氧，同時減少停留時間，防止在污泥中的磷在缺氧狀態下釋放出來，進而使磷達不到出水標準。同時氧濃度也不宜過高，以防止循環混合液干擾缺氧反應器。

1.3 S BR 處理工藝

此工藝過程對生活污水處理的優點主要有：工藝流程簡單，不需要設污泥回流設備和二次沉淀池。且大多數情況下不需要設置調節池，大大降低了處理的管理成本。基建費用和運行費用都較低，曝氣池容積一般小于連續式。通過對運行方式的調節，脫氮除磷過程可以在曝氣池完成處理。自動化程度較高，減少了人工處理費用，節約成本。若運行管理過程控制好，則出水水質較高，可優于連續式。且絲狀膨脹現象不易在活性污泥中發生。

此工藝過程對生活污水處理的缺點主要有：對自動化依賴程度較高，這對人才技術要求較高；運行管理過程在一定程度上決定了出水水質，這也在生活污水處理過程中具有一定的局限性；操作過程較復雜，曝氣板較容易出現堵塞現象。

1.4 氧化溝處理工藝

此工藝過程對生活污水處理的優點主要有：處理流程簡單，基建費用少，一般情況下可不建初沉池和污泥硝化池，當氧化溝和二沉池合建時還可以不建二沉池和污泥回流系統；當需要脫氮除磷時，氧化溝工藝的運行能耗較其他處理工藝低，所需費用也較少；采用機械設備少，運行管理過程方便；耐沖擊負荷，對水質、水量、水溫的適應性較強；污泥產量低，且多已達到穩定程度，不需污泥硝化處理；BOD 和SS 可達標排放，同時具有深度脫氮除磷功能，處理效果穩定且可靠。

此工藝過程對生活污水處理的缺點主要有：對大中型生活污水處理系統來說，普通活性污泥法在基建費用和運行費用上較氧化溝工藝低，因此不適用于大中型污水處理廠的建設；氧化溝工藝主體部分的溝體占地面積較大；在脫氮除磷時，磷的去除效率較低，需通過控制運行過程中的影響因素來提高除磷效果，例如增加水力停留時間、投加鐵鹽等；在氧化溝體前設置厭氧池，使聚磷菌能在厭氧條件下先釋放一部分磷，然后在氧化溝內更好的吸收過量的磷，以達到有效除磷效果，故需要一定的自動化水平，后期設備維護和管理運行較復雜。

通過以上四種工藝對比，氧化溝工藝相比于其他三種工藝來說，流程更簡單，所需構筑物更少，且不需在污泥方面做過多處理，耐沖擊負荷能力強，因此某公司生活污水處理工藝選擇氧化溝處理工藝。

2 工藝流程圖

該公司生活污水處理工藝選擇氧化溝處理工藝，該工藝的處理流程圖如圖1所示。

圖1 工藝流程圖

3 污水處理構筑物的確定

（1）格柵：氧化溝處理工藝中有粗格柵和細格柵，進水渠道前設置粗格柵，去除粗懸浮物，防止堵塞水泵和管道閥門。在提升泵房后面設置細格柵，以連續去除水流中的碎屑，降低沉砂池負荷。

（2）提升泵房：提升泵房與集水井合建，節約用地，提升泵房的作用是將污水提升到一定高度，使后續構筑物處理全過程依靠重力向下流動，降低后續能耗，節約費用。

（3）沉砂池：用來除去占比較大的無機顆粒物，降低后續氧化溝的處理負荷，由于平流式沉砂池沉淀效果較好、結構簡單、運行穩定以及排砂過程方便等優點，本次設計采用平流式沉砂池。

（4）氧化溝：氧化溝是本設計的主體工藝，同時是最重要的一道工藝，它的處理效果直接影響著出水是否達標。氧化溝主要起去除COD、BOD、氮磷以及氨氮等物質的作用，從沉砂池出來的污水在氧化溝內厭氧階段首先釋放磷，然后在好氧階段被充分過量吸收，從而去除磷。氨氮的去除主要在曝氣階段發生硝化反應而被去除，總氮是在回流硝化液回流到缺氧段后實現反硝化作用去除的。

（5）二沉池：用來沉淀污泥，使泥水分離，采用普通輻流式沉淀池，中心進水、周邊出水，完成后圖紙如圖2所示。

圖2 二沉池

（6）消毒池：由于城鎮污水多為生活污水，常含有細菌、大腸桿菌、病原菌和寄生蟲等，故需消毒后再排放或者回用。常用的消毒方法有液氯、臭氧、次氯酸鈉、紫外線以及超聲消毒。由于液氯消毒效果可靠，價格便宜，投藥所需要的設備簡單，故采用液氯消毒，設計完成后圖紙如圖3所示。

圖3 消毒池

（7）污泥濃縮池：采用連續重力濃縮，處理工藝簡單，運行成本低，對于生活污水的污泥濃縮池來說，停留時間過短，會導致上清液濃度太高，排泥濃度太低，起不到應有的濃縮效果；停留時間過長，首先發生水解酸化，使污泥顆粒粒徑變小，比重減輕，導致濃縮困難，如停留時間繼續延長，則可厭氧分解或反硝化，直接導致污泥上浮，從而使濃縮效果不佳。污泥濃縮池水力停留時間一般控制在12～30 h；濃縮池單位表面積在單位時間內所能濃縮的干固體量用q表示，q的大小與污泥種類有關系，是綜合反映濃縮池對生活污水污泥濃縮能力的一個指標。初沉污泥的濃縮性能較好，其固體表面負荷q 一般可控制在90～150 kg/（m·m）?；钚晕勰嗟臐饪s性能較差，則應控制在低負荷水平，q 一般在10～30 kg/（m·m）。初沉污泥與活性污泥混合后重力濃縮時，其q取決于兩種污泥的比例。一般q可控制在25 kg/（m·m）左右。即使同一種類型的污泥，q 值的選擇也因污水不同而異，運行人員在運行實踐中，應摸索出本處理工藝生活污水q值的最佳控制范圍；溫度對濃縮效果的影響體現在兩個相反方面：當溫度升高時，一方面污水容易水解酸化（腐?。?，使濃縮效果降低；但另一方面，溫度升高會使污泥的粘度降低，使顆粒中的空隙水易于分離出來，從而提高濃縮效果。一般來說，溫度較低時，允許停留時間稍長一些，溫度較高時，不應使停留時間太長，以防止污泥上浮。當溫度在15 ℃～20 ℃時，濃縮效果最佳，完成后圖紙如圖4所示。