污水循環(huán)回用比及污水廠(chǎng)出水COD變化分析

第28卷第6期工業(yè)水處理VoL.28 No.62008年6月Industrial Water TreatmentJun. ,2008污水循環(huán)回用比及污水廠(chǎng)出水COD變化分析安景輝(中國石化工程建設公司,北京100101)[摘要]對污水廠(chǎng)出水經(jīng)過(guò)深度處理后回用到循環(huán)水系統作為補充水,且循環(huán)水排污又回流到污水廠(chǎng)的系統,將產(chǎn)生內循環(huán)濃縮,使TDS和COD升高,由于循環(huán)系統補充水有TDS上限值,污水循環(huán)回用比也存在上限值。提出了污水循環(huán)回用比和回用后污水廠(chǎng)出水COD的確定方法。[關(guān)鍵詞]污水回用;循環(huán)回用比;總溶解固體;循環(huán)水系統[中圈分類(lèi)號] TQ085*.1 [文獻標識碼]A [文章編號] 1005-829X(2008)-06 -0082-04Analysis of wastewater recycle ratio and efluent COD variation at thewastewater treatment plantAn Jinghui(SINOPEC Engineering Incorporation, Bejing 100101, China)Abstract:After the effluent from wastewater treatment plant is treated, it will go back to the circulating watersystem and be recycled as make-up water. During this procees, the inner circulating concentration will increase,making the TDS and COD get higher. Since the TDS of make-up water has an upper limit, the circulating recycleratio of wastewater has an upper limit as well. The method of determining wastewater recycle ratio and the COD ofthe efluent from wastewater treatment plant after being recycled is given.Key words :wastewater recycle ;circulating recycle ratio; total dissoloved solid; circulating cooling water system工業(yè)企業(yè)的污水處理廠(chǎng)出水經(jīng)過(guò)深度處理后回針對污水回用于循環(huán)水且循環(huán)水排污又回流到用到循環(huán)水系統作為補充水是最常采用的有效節水污水廠(chǎng)的情況,筆者在分析污水處理、回用處理及回措施,當污水回用處理不采用脫鹽工藝時(shí)，再生水的用過(guò)程的基礎上,提出污水循環(huán)回用比及污水廠(chǎng)出COD、總溶解固體(TDS)通常較高,回用于循環(huán)冷卻水COD的計算方法。水系統后,由于循環(huán)水系統的濃縮作用,其排污水的1污水處理及回用系統構成COD、TDS比采用新鮮水作為補充水時(shí)高出很多,根污水處理及回用系統由污水處理、回用處理和據其水質(zhì)情況可有幾種去向:(1)達標時(shí)直接外排;循環(huán)水系統三部分組成,如圖1所示。(2)不達標時(shí)進(jìn)人其他污水處理系統,經(jīng)處理后排圖中:Qr流量;放;(3)不達標時(shí)進(jìn)人本污水處理系統,經(jīng)處理后再D,-- -TDS 質(zhì)量濃度, mg/L;次回用。對于情況(1)、(2)由于不構成內循環(huán),補充Cr- -COD 質(zhì)量濃度,mg/L;到循環(huán)水系統的再生水與原污水量之比一污水循i一水流序號;環(huán)回用比不受冷卻系統水質(zhì)控制條件的影響;對于r -一總回用比 ,r =Q/Qo;情況(3),循環(huán)水排污回流產(chǎn)生的內循環(huán)將導致再生R一-污水循環(huán)回用比 ,R=QNQo;水中TDS的增加,污水回用比越大,TDS增加越多,a-回用處理系統水回收率,a=Q4Q3;因此在滿(mǎn)足循環(huán)系統補充水TDS限值條件下,污水中國煤化工洋水比例,β=循環(huán)回用比存在上限值。與此同時(shí),再生水中溶解YHCNMHG性COD也會(huì )在回用過(guò)程中濃縮,使污水處理廠(chǎng)出水y- -循環(huán)水系統風(fēng)吹損失 與排污比,y=COD發(fā)生變化。Q%/Q;;一82-工業(yè)水處理2008 - 06,28(6)安景輝:污水循環(huán)回用比及污水廠(chǎng)出水COD變化分析K_-循環(huán)水系統濃縮倍率 ,K=(Q2+Qo)1在循環(huán)水系統中,蒸發(fā)損失的TDS量為0,列該(Q+Qx);系統的TDS物料平衡方程:QnD+ QD=QnD4+ QD6,S一循環(huán)水系統補充水 TDS質(zhì)量濃度將參數關(guān)系式代入得式(5):限值,mg/L。D=K(D:+BD.)(5)1+B該系統流程中回用處理系統的排污返回污水處理廠(chǎng),循環(huán)水系統排污回流到污水處理廠(chǎng)。對污水處理及回用處理單元列TDS平衡方程:QoDo+ Q,D,= QzD2+ QLD+QnDn,并將參數關(guān)系式代鳳吹戴發(fā)人得式(6):QrQl De=D.=0]K-B-1C=OD=(Do+ BDOsR)[I-RONRI (6)1+y覆環(huán)水系統新郵水補充水TDS≤S,約束條件可表示為:QD+QD.Q=RQoe(a-R)%Q+Q44)Q=(1+B)RQo,可得式(2):用相關(guān)型產(chǎn)物(UAP)和生物量相關(guān)型產(chǎn)物(BAP)兩Q=KUHyRQo(2)類(lèi)。UAP是微生物在分解基質(zhì)產(chǎn)生能量、進(jìn)行自對污水處理及回用處理單元列流量平衡方程:身生長(cháng)繁殖時(shí)釋放出的產(chǎn)物,與基質(zhì)降解、微生物Qo+ Q= Q+ Q+ Qn,并將參數關(guān)系式代人得式(3):代謝或細胞生長(cháng)相關(guān),它的生成速率與基質(zhì)的分解Q=[1+-1+6 R- ax]Q。(3)速度成正比。而B(niǎo)AP是微生物在內源呼吸過(guò)程中,K(1+y)伴隨細胞解體釋放出來(lái)的，與微生物的增殖無(wú)關(guān),在污水處理及回用處理過(guò)程中，碳化、硝化/反只與細胞內源呼吸如細胞裂解、細胞衰亡相關(guān),生.硝化都會(huì )導致污水中TDS的變化，但一般情況下,成速"可生物降解但速與進(jìn)水中總TDS相比,變化比例不大,為簡(jiǎn)化分析,率很MH中國煤化工認為BAP是不可設這二個(gè)過(guò)程TDS無(wú)變化，則有:降解CNMHGMP的計算可參見(jiàn)Do=D3=D=D,=D2=D\(4)相關(guān)文獻[2]。因此,污水處理廠(chǎng)出水COD按不同一83-經(jīng)驗交流工業(yè)水處理2008 -06,28(6)形態(tài)也分為溶解性和顆粒性?xún)深?lèi)，顆粒性COD主S=-. 1-n1-8- -So(10)要由隨水流流出的微生物形成,通常為穩定值。溶1+r-ar+K(1+y)R~解性COD則由3部分組成:(1)進(jìn)水中可降解COD式(10)中分母大于1, 因此S2<(1-n)So,表明對的未降解部分;(2)可降解的SMP中UAP部分;(3)可降解COD,回用時(shí)較不回用時(shí)濃度降低。惰性物質(zhì)，包括進(jìn)水中惰性COD和SMP中的BAP(2)I2計算。對溶解惰性COD,各環(huán)節無(wú)去除,部分。研究表明”,對于生活污水、食品廢水等可生列物料平衡方程:Qd+QJs+Qr/=(Q2+Q)2;對冷卻化性較好的廢水，SMP 幾乎占出水COD的100 %,系統,(1+y)Q2l=QJ4,將相關(guān)參數代入得:而對于生化性較差的廢水,SMP在COD中所占的比例偏小些。Io+(1-a)rIs+-h=-.1+y(11)回用處理按處理深度大體劃分為三類(lèi)。A類(lèi):以K(lHyyR1-β去除懸浮物為主要目的，同步去除顆粒性COD,如澄清、過(guò)濾等;B類(lèi):以去除懸浮物和部分溶解性當回用處理工藝為A類(lèi)或無(wú)化學(xué)氧化及活性COD為主要目的，同步去除顆粒性COD,如曝氣生炭吸附的B類(lèi)方案時(shí)，溶解惰性COD不隨回用處物濾池(BAF)+澄清、過(guò)濾等;C類(lèi):以去除溶解固體理發(fā)生變化,I=Is=2,代人式(11)整理得:TDS為主要目的，同步去除懸浮物和大部分溶解性Iz一(12)1-K-B-1COD,如前處理+反滲透等。筆者只考慮A類(lèi)和B類(lèi)回用處理工藝。(3)M2確定。對于微生物，無(wú)論進(jìn)水中是否存結合循環(huán)水系統運行和污水及回用處理方在，污水廠(chǎng)出水中微生物濃度取決于沉淀或澄清單法,可在下列條件下確定各類(lèi)COD構成:(1)新鮮元的效果,通常為穩定值,折合為COD,M2亦為穩定水通常為工業(yè)給水,COD各項成分均忽略不計，值。C&=0;(2)再生水及其排污中可降解COD很低,忽(4)P2確定。溶解性微生物產(chǎn)物SMP的計算,可略不計;(3)循環(huán)水排污及風(fēng)吹損失水中可降解根據相關(guān)文獻[2]確定。其中BAP為惰性成分,不被COD忽略不計;(4)不考慮溶解惰性COD在循環(huán)生物降解，因此可以等效看作原污水中含有等濃度水系統中的分解;(5)顆粒惰性COD在污水處理的BAP,計算方法同1,可按式(11)、(12)確定。UAP廠(chǎng)中被去除;(6)再生水、冷卻系統排污中微生物可生物降解,當回用處理采用BAF等生物處理工藝忽略不計。時(shí),可認為UAP在回用處理過(guò)程中被去除。各環(huán)節進(jìn)出水COD構成見(jiàn)表1。污水廠(chǎng)出水COD可按下式計算確定:表1污水處理及回用系統COD構成C=S2+I2+M2+P2.(13)類(lèi)別原污廠(chǎng)出水再生間用排新鮮排污及鳳式(13)可用于估算新建污水廠(chǎng)和新建回用處理可降解COD SS0系統出水中COD。其中原污水中So,lo 按專(zhuān)門(mén)方法溶解惰性COD 16測定4。顆粒情性COD )另-方面，大多數的污水回用工程都是對現有微生物污水處理廠(chǎng)出水進(jìn)行深度處理，污水處理廠(chǎng)有大量SMP .的實(shí)際運行數據，根據這些運行數據可以確定回用注:SJ1.X.M.P.刷表示水中不同類(lèi)型的COD,mng/L。后污水廠(chǎng)出水COD。4污水回用后污水廠(chǎng)出水COD確定研究表明，在污泥齡>5 d時(shí),UAP/BAP<0.102。由表1可知，污水廠(chǎng)出水COD由S2Jh2、M2、P2運行良好的污水處理廠(chǎng), 出水中S2比例很低,污泥四部分構成,對圖1所示的系統，各部分計算如下:齡一般也較長(cháng),因此可以認為，污水處理廠(chǎng)運行良好(1)S2計算。設污水廠(chǎng)對可降解COD的去除率的情況下,出水中S2、UAP濃度很低,可忽略不計。為η,因為QsQr無(wú)可降解COD,故So去除量不隨出水中國煤化工k中存在的溶解惰是否回用而變化,則有:(1-n)QS=(Q2+Q;)S2。性(MHCNMHG BAP,由于二者將參數代人并整理得:均為情仕成萬(wàn),叫百才寫(xiě)還。設污水回用實(shí)施前，污水廠(chǎng)運行狀態(tài)良好,污水一84-工業(yè)水處理2008 -06,28(6)安景輝:污水循環(huán)回用比及污水廠(chǎng)出水COD變化分析廠(chǎng)出水過(guò)濾和不過(guò)濾的COD分別為C2 ,C2,則C2=R_ = K(1+y)(SrD.) = 3x(1+0.667 )<(800 600)I+Mz+BAP2,C}=l+BAP2。Sp(K-1)800x(3-1)當回用處理工藝為A類(lèi)或無(wú)化學(xué)氧化及活性=0.625。炭吸附的B類(lèi)方案時(shí),根據式(12),確定污水回用由于R0,則C>C,表明污1-K-B-11-- 3-0-1>x0.61+y)K(1+y)3x(1+0.667)水回用后污水廠(chǎng)出水COD升高。80-50=96 mg/L。5工程舉例可見(jiàn),實(shí)施污水回用后污水處理廠(chǎng)的出水COD某企業(yè)沒(méi)有循環(huán)水系統,循環(huán)水量20 000 m3/h,將提高。蒸發(fā)損失1.0% ,風(fēng)吹損失0.2% ,控制濃縮倍率為3,[參考文獻]相應排污0.3%。補充水TDS限值800 mg/L。該企業(yè)現有--污水處理廠(chǎng)，規模500m2/h,出水總COD為.80mg/L,過(guò)濾后出水COD為50mg/L,出水TDS為meric subslanceg, soluble microbial products, and active and inertbiomas[J]. Wat. Sei. & Tech.2002 ,36(11); 2711-2720.600 mg/L。擬新建澄清- -過(guò) 濾污水回用處理設施,可[2]多金環(huán),安景輝.可溶性徽生物產(chǎn)物的產(chǎn)生及影響因素分析[J].否使循環(huán)水系統補充水全部采用再生水?屆時(shí)污水化T.環(huán)保，20403)169-172廠(chǎng)出水COD預計為多少?[3]劉銳,黃霞,范彬，等.膜-生物反應器中溶解性微生物產(chǎn)物的研解:y=QJQt =(0.2% x20 000)/(0.3% x20 000)=究進(jìn)晨[J].環(huán)境污染治理技術(shù)與設備,2002,3(1):1-7.0.667。[4] Ekama C A,Dold P L, Marais C v R. Procedures for delerminginfluent COD fractions and the maximum specific growth rate of濃縮倍率K=3.0。heterotrophs in activated sludge aystems [J]. Wat. Sei. Tech,循環(huán)水系統補充水量:(0.2%+0.3%+1.0%)x1986,18(6):91-114.20 000=300 m/h。全部采用再生水作為補充水時(shí),R=QJQo=300/[作者藺介]安景輝(1967- ).2000 年畢業(yè)于清華大學(xué)環(huán)境500=0.6,此時(shí)β=0。工程系,碩士,高級工程師。電話(huà):010-84876951 ,將已知數據代人式(9)得出允許的最大污水回E-mail: anjhui@sei.com.cn.用比為:[收稿日期] 2008 02 -25(修改稿).簡(jiǎn) 訊.甘肅華鷺?shù)X業(yè)有限公司污水處理及資源利用項目通過(guò)設計審查2008年4月25日在蘭州，由中國鋁業(yè)股份有限公司投水回用系統三個(gè)子項。其中污水處理的流程是:格柵-→調節資管理部組織召開(kāi)甘肅華鷺?shù)X業(yè)有限公司污水處理及資源池-→+SBR池-→-體化設備-→活性炭過(guò)濾-→二氧化氯消毒-→利用項目初步設計審查會(huì )。該項目概算投資1 800余萬(wàn)元,計回用。污水處理量為2 000 m'd。劃年內建成。該項目包括:污水收集系統,污水處理系統,污(本刊通訊員余承烈供稿)?？?0億元建設新型能源項目國家發(fā)改委有關(guān)負責人日前對外指出:海南省?？谑杏?年內,?？谑兄攸c(diǎn)建關(guān)部門(mén)計劃在今后五年內,投入資金40.72億元,建設43個(gè)設的:TH中國煤化工電廠(chǎng)和垃圾焚燒發(fā)重點(diǎn)能源項目。?？诮ㄔO的重點(diǎn)能源項目主要包括生物質(zhì)能電廠(chǎng)CNMHG油站:建設4個(gè)中型源、太陽(yáng)能電池、垃圾發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、沼氣工程等新型能源沼氣工程等。項目。(本刊通訊員沈鎮平供稿)一85一