城市污水污水處理廠(chǎng)氮磷去除的研究

2011年39卷第23期廣州化工.127●城市污水污水處理廠(chǎng)氮磷去除的研究劉傳偉，孫書(shū)群(合肥工業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，安徽合肥230000)摘要:城市污水處理廠(chǎng)的氮磷的去除成為較難控制的目標,已經(jīng)成為我國目前多數污水處理廠(chǎng)的現狀。本文從十五里河污水處理廠(chǎng)設計工藝流程,實(shí)際運行條件出發(fā),選取污水處理廠(chǎng)運行兩個(gè)月的數據分析人手,分析進(jìn)水條件,實(shí)際控制條件,得出氮磷不達標的原因,同時(shí)給出結論和建議。關(guān)鍵詞:城市污水處理廠(chǎng);氨氮;總磷;混凝Research of Nitrogen and Phosphorus Removal in Urban SewageWastewater Treatment PlantLIU Chuan - wei, SUN Shu - qun( School of Resources and Environmental Enginering, Hefei University of Technology , Anhui Hefei 230000, China)Abstract: The nitrogen and phosphorus removal in urban sewage treatment plant became more difficult to control ,and was the present situation of most sewage treatment plants. From ten miles river sewage treatment plant design process ,and the actual operation conditions and the data of two months’operation of the plant were analyzed. The water condi-tions, and actual control condition were aslo analyzed. The reason of nitrogen and phosphorous non - compliance was gotand the conclusions were proposed.Key words: the wastewater treatment plants ; ammonia nitrogen; total phosphorus ; coagulation表1十五里河污水處理廠(chǎng) 設計進(jìn)水水質(zhì)1項目概況項目設計水質(zhì)合肥市十五里河污水處理廠(chǎng)工程規模為5萬(wàn)m'/d,是利用BOD,150 ~ 180亞洲開(kāi)發(fā)銀行貸款-合肥市城市環(huán)境改善項目之- -。工藝為氧COD320 ~380化溝工藝" ,經(jīng)深度處理后排水十五里河,最終進(jìn)入巢湖。十五里河污水處理廠(chǎng)出水執行《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》ss166 -200GB18918 -2002中- -級標準的A級標準。工藝流程見(jiàn)圖1。33 -40微風(fēng)機房{切藥間h [設備問(wèn)]25 ~30反沖水、5TI4-5.水溫/C10~25pH6~9國流圬混注:除水溫和pH值外,其它指標單位均為mg/L。剩余污! r-{沖洗水樓水池表2 +五里河污水處理廠(chǎng)設計出水水質(zhì)出水(mg/L)圖1工藝流程≤102進(jìn)出水水質(zhì)情況≤50中國煤化工:10表1為2011年6月1日到7月29日+五里河污水處理廠(chǎng)設計進(jìn)水水質(zhì)數據,表2為十五里河污水處理廠(chǎng)設計出水水質(zhì)總氮(以NMHCN MH G1s數據。作者簡(jiǎn)介:劉傳偉(1981 - ),男,研究生,主要從事水污染控制I程方向研究。.●128.廣州化工2011年39卷第23期續表氨氮(以N計)≤5水溫10-25TP≤0.5wvMvM→CP注:除水溫和pH值外,其它指標單位均為mg/L。1 357911131517 1921232527 293進(jìn)出水數據分析團67月份進(jìn)水C/P3.1 總氮去除分析古猾出李冒霜比較6.7月份進(jìn)水C/N比及出水總氮的數據見(jiàn)圖2-圖4。3.50r3.000.s+CN0.00年1357911131517 1921 2325 2729 "圈7 6.7 月份出水總磷團2 6月份進(jìn)水C/N(1)比較6.7月份進(jìn)出水數據,實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)的COD .BOD,5.00比設計的要低，而TP比設計的進(jìn)水要高。出水總磷濃度-直不能正常達標。(2)對于生物除磷工藝,要求BOD,/P=33 - 100時(shí)4),而十.00IVMmn五里河的實(shí)際的運行資料表明在6月份污水處理中BOD,/TIN.BOD,/P的比值均未達到設計的要求，所以這也造成出水標準達357 9 113151719212229 2527291不到一級A標準'5團37月份進(jìn)水C/N(3)生物除磷是新工藝，近二十年來(lái)受到了廣泛的重視和研究。它是利用微生物在好氧條件下對污水中溶解性磷酸鹽的過(guò)七月份總款量吸收作用,然后沉淀分離而去除磷。在好氧部分碳源不足的情況下會(huì )造成去除率低下(0。4工藝及構筑物分析wMwMwN4.1設計工藝流程簡(jiǎn)介1131517192123252729十五里河污水處理廠(chǎng)采用微曝氧化溝生物處理工藝和微絮凝過(guò)濾深度處理工藝。團46.7 月份出水總氮污水通過(guò)進(jìn)水渠道進(jìn)人裝有粗格柵的格柵間,在此攔截污(1)比較6.7月份進(jìn)出水數據,實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)的CoD、BOD,水中較大雜質(zhì):然后由污水泵提升進(jìn)人出水井.經(jīng)細格柵進(jìn)- 步比設計的要低，而TN比設計的進(jìn)水要高。而6月份污水處理廠(chǎng)去除水中雜質(zhì)后,進(jìn)人曝氣沉砂池去除砂礫;沉砂池出水進(jìn)入氧的總氮出水指標要遠低于7月份總氮的出水指標?；瘻?前面帶厭氧區) ,去除BOD, .N.P等污染物;氧化溝出水經(jīng)(2)從理論上講, BOD,/TN>2.86才能有效地進(jìn)行生物脫沉淀池沉淀分離， 去除懸浮物;沉淀池出水經(jīng)取水泵房再次提升氮,實(shí)際運行資料表明,只有當BOD,/TN >3時(shí)才能使反硝化正進(jìn)入深度處理單元,經(jīng)加藥、在反應池內混凝后形成微小絮體，常運行2。當BOD/TN=4~5時(shí),氮的去除率大于60% ,磷的再進(jìn)入砂濾池進(jìn)-步去除水中的懸浮物和附著(zhù)的有機物:濾池去除率也可達60%左右甲。出水進(jìn)入紫外線(xiàn)消毒渠道，去除糞大腸桿菌,抑制細菌再生,達里1(3)7月份的進(jìn)水CN比值要好于6月的進(jìn)水C/N,而從結到排放水體的要求,最終尾水排入巢湖。果上也可以看出進(jìn)水碳源成為制約總氮去處的一一個(gè)重要因素。除磷["]同時(shí)為保證出水除磷效果,采用生物除磷的同時(shí)輔佐化學(xué)3.2總磷去除分析比較6.7月份進(jìn)水CN比及出水總氮的數據見(jiàn)下圖5~圖7。生物處理產(chǎn)生的剩余污泥、化學(xué)除磷過(guò)程產(chǎn)生化學(xué)污泥由剩余污泥泵提升連續進(jìn)人貯泥池.同時(shí)濾池反沖的懸浮物經(jīng)沉淀后間歇進(jìn)人貯泥池,然后貯泥池內污泥一同進(jìn) 人脫水機進(jìn)行濃縮脫水脫水后泥餅外運”1。生物處理過(guò)程的回流污泥自沉淀池排出pNwM中國煤化工MHCNMH G .135791511921232729圄5 6月份進(jìn)水C/P.2011年39卷第23期廣州化工.129.4.2工藝設計參數除磷污泥:0. 697 ( DS)/d,含水率99.2% ,污泥量87 m'/d;因為在污水處理中兼顧脫氮除磷于一體,工藝采用的是前厭氧區容積:2 083 m'，缺氧區容積3 444 m' ,好氧區容積置厭氧的微暴氧化溝(A20)形式,在已有設計對比中氧化溝具10 967 m'。單線(xiàn)氧化溝總容積為16 494 m'。有投資及運行費用少,經(jīng)濟效益高,同時(shí)因為較長(cháng)的污泥齡,污混凝沉淀池設計參數:最大流量:Qm. = 69000 m'/d =0.799 m'/s;泥已經(jīng)處于穩定的狀態(tài),不需要進(jìn)行消化即可進(jìn)行脫水處理?；旌蠒r(shí)間:2.0 min;絮凝(接觸)時(shí)間:2.5 min;十五里河污水處理廠(chǎng)氧化溝設計基本參數為:從設計工藝來(lái)看,設計工藝上有脫氮除磷的要求,在氧化溝泥齡SRT(厭氧+缺氧+好氧):15 d;出水加藥除磷,同時(shí)在濾池前混凝池加藥去除懸浮物?，F對工污泥負荷:0. 103 kg BOD/kgMLSS . d;藝及構筑物影響氮磷去除部分進(jìn)行分析如下。污泥濃度:4 000 mg/L;水力停留時(shí)間(厭氧2h+缺氧3.3h+好氧10.5 h):15.8h(1)實(shí)際運行過(guò)程中要在厭氧工序上除磷,但是在設計過(guò)程中厭氧池進(jìn)水是從曝氣沉沙池過(guò)來(lái),同時(shí)加上回流的污水中攜(平均);帶的的溶解氧,使前置的厭氧段并非處于嚴格的的厭氧條件,影污泥回流比:50% ~ 100% ;響到厭氧釋磷效果;所以曝氣沉沙池應為旋流沉沙池，避免帶入最大內回流比:300% ;溶解氧到厭氧池中。實(shí)際需氧量:17 015 kg/d;剩余污泥:8.' 774 (DS)d,含水率99.2%,1 097 m'/d;表37 月份部分溶解氧數據日期緩流板前/后沉沙池出口1#厭氧池DO1#缺氧池DO外回流前后7.220.982. 345.600.970.141.620. 100.102.247.230. 191.352. 500. 130.11:0. 100.09o. 10，0.10 .2.227.240.212.412. 620.170.130.082.177. 250.282. s0.192.327.260.782.270.10.241.927.270.181.741.050.300.077. 282. 072. 140.29).131. 897.291. 960. 162.16注:取部分數據。從上表中可以看出,在曝氣沉沙池出口污水含較高的溶解不夠,不能形成較大礬花。氧,同時(shí)外回流也帶有一-定溶解氧。 通過(guò)比較數據發(fā)現厭氧區①現取二沉池出水做現場(chǎng)小試實(shí)驗,根據現場(chǎng)運行時(shí)間情屬不嚴格的厭氧條件,而在缺氧段溶解氧較低,也屬厭氧條件，況,投配比濃度達到25 mg/L為最佳效果。在這種情況下會(huì )影響到反硝化運行。所以在運行過(guò)程中未達到表4現場(chǎng)混凝小試理論設計標準。(2)因先經(jīng)歷厭氧段,缺氧段的反硝化過(guò)程不能優(yōu)先從污水時(shí)間/ min沉降情況中獲取碳源,當污水中有機物濃度低時(shí),反硝化過(guò)程會(huì )因得不到有細小礬花形成充足的碳源不能正常進(jìn)所以可考慮另投碳源,但是會(huì )帶來(lái)相應同上成本的增加。但是通過(guò)上表溶解氧可以看出,在整個(gè)缺氧區溶有細小礬花開(kāi)始下沉解氧都比較低,處于厭氧的條件,不能處在缺氧環(huán)境中去。所以持續下沉,但未形成較大礬花會(huì )對去除TN造成影響,進(jìn)而影響到出水水質(zhì)。因為COD去除持續下沉,但仍未形成較大礬花效果較好,所以可考慮在氧化溝中通過(guò)溝道曝氣調整,增加反硝持續下沉但,仍有較多懸浮狀態(tài)化區容積,使反硝化充分,提高去除率9。有較大礬花形成(3)本工藝在除磷的設計上,通過(guò)生物除磷和化學(xué)除磷的方法去除污水中的TP,通過(guò)現場(chǎng)小試，發(fā)現在比較兩種不同廠(chǎng)商沉15有較大礬花形成,持續下沉淀效果后,磷去除率最高為70% ,所以要想最終排水達標，生物完成沉降處理后即氧化溝出水的TP濃度1.5 mg/L。設計工藝加藥處有兩處,化學(xué)除磷在設計上的加藥點(diǎn)在氧表5總磷的去除化溝出水處,但是存在著(zhù)投加量不夠均勻,同時(shí)在加藥后的含磷二沉池出水IP中國煤化工靜沉10 min污泥仍參與污泥循環(huán)重新回到生化系統中去,對生化系統造成1. 44 mg/LTYHCNM H G 0.58 mg/L一定的影響,同時(shí)影響到磷的去除率[10]。所以不建議采用在氧化溝出口投加藥劑,應改在混凝池投加。(下轉第141頁(yè))同時(shí)對于在混凝沉淀池投加藥品后,具現場(chǎng)觀(guān)察,停留時(shí)間.2011年39卷第23期廣州化工。141●勵制度,對開(kāi)展工廠(chǎng)的節能工作有巨大的推動(dòng)作用。因為這樣的內在需要,另-方面也是企業(yè)社會(huì )責任的體現。天業(yè)集團工可以提高天業(yè)員工節能意識、激勵員工在日常工作中時(shí)時(shí)處處程技術(shù)人員應不斷跟蹤、了解和掌握化工電氣節能新技術(shù)、新設注意節能。備,在確保工藝裝置安穩運行的前提下積極實(shí)施節能技術(shù)改造2.2.3設 備管理-加強運行維護工作。提高新疆天業(yè)(集團)有限公司設備的檢修工作,使整個(gè)系統維持良好的運行狀態(tài)。例如檢修天業(yè)電動(dòng)機,使轉子與定子參考文獻問(wèn)的氣隙均勻或者減小,或減小轉子轉動(dòng)時(shí)的摩擦,能降低電能[1]. http://www. xj - tianye. com :8080// gngijanjie. htm損耗,又如將接頭接觸不良、嚴重發(fā)熱的導線(xiàn)或嚴重漏電的導線(xiàn)[2] 趙純禹. 談石油化工企業(yè)電氣的主要節能方法[J].第三屆石油和檢修好,這不僅保證了安全供電,而且電能損耗也得以減少。對化工節能論壇,2007(5) :238 -245.于其他設施,同樣加強維護保養,臧少水、氣、熱等能源損耗。[3] 羅穎雋. 化工企業(yè)電氣節能方法綜述[J].廣東化工,2010(6):248 -251.3結語(yǔ)[4] 胡永剛. 淺談化工企業(yè)電氣節能技術(shù)的應用[J].化學(xué)工程與裝備，2010(9):91 -94.天業(yè)電氣節能是一項長(cháng)期而系統的工作,除了重視節能設[5] 任廣 強,楊福華.變頻技術(shù)在石油化工企業(yè)中的應用[J].內蒙古備、節能技術(shù)外,還應制定科學(xué)合理的管理制度。要正確處理天科技與經(jīng)濟,2009(8) :96 -99.業(yè)化工建設投資與運行成本,近期投資與遠期使用的關(guān)系。應[6]趙瑛.淺析“電氣節能措施"在石油化I企業(yè)的應用[J].電氣應用:樹(shù)立企業(yè)節能與工藝安全運行并重的思想,在設計和設備選型建筑電氣專(zhuān)刊,2006(4):44 -48.過(guò)程中就要重視節能,避免出現新項目、新設備不節能的情況。[7] 陳黔寧. 化工企業(yè)電氣節能淺議[J].2010年管理論叢與技術(shù)研究在天業(yè)設備的運行和管理中要大力推廣電氣節能技術(shù),同時(shí)注專(zhuān)刊,2010:10- 14.重企業(yè)用電管理以此提高電能利用率。天業(yè)集團電氣節能工作[8] 徐志國 電力節能降耗技術(shù)的研究[ D].東南大學(xué),2007.有著(zhù)廣闊的空間,一方面這是企業(yè)精細化管理和自身經(jīng)濟效益(上接第129頁(yè))②同時(shí)取濾池進(jìn)水可以觀(guān)察到仍有較多懸浮物為能形成大粒徑礬花。也即混凝沉淀池部分存在停留時(shí)間不足。通過(guò)上述[1] 區岳州,胡勇 有氧化溝污水處理技術(shù)及工程實(shí)例[ M].北京:化學(xué)現場(chǎng)小試發(fā)現混凝階段存在時(shí)間不足的情況。工業(yè)出版社,2005 :39 -42.[2] 北 京市環(huán)境保護科學(xué)研究院等主編.三廢處理工程技術(shù)手冊:廢水5結論及建議卷[M].化學(xué)工業(yè)出版社,000:564 -576.[3]高廷耀,顧國維.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,5.1結論2004:251 -267.(1)城市污水處理廠(chǎng)在應對高濃度氮磷廢水時(shí),因碳源不足[4] 張辰 ,俞建中.污水處理新技術(shù)在石洞口污水處理廠(chǎng)的應用[C].污的情況下處理效果受到限制。水除磷脫氮技術(shù)研究與實(shí)踐[ A].天津:中國土木工程學(xué)會(huì )水工業(yè)(2)氧化溝工藝,構筑物設計上會(huì )影響到處理效果。曝氣沉分會(huì )排水委員會(huì ),000:131 - 135.沙池在設計上慎用,容易影響后續處理工序。[$] 國家環(huán)保 總局.城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準中一級標準的A(3)除磷I藝加藥環(huán)節在氧化溝出水處較難控制,而在后續級標準GB18918 - 2002[S].北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社.混凝池中設計時(shí)要有足夠的停留時(shí)間,避免造成加藥時(shí)混凝池6] 鄧榮森.氧化溝污水處理理論與技術(shù)[ M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2011 :69 -80.水力停留時(shí)間不夠。[7}北京市政工程工程 設計研究總院.城鎮排水[ M].北京:中國建筑5.2建議工業(yè)出版社2004 :42 -453.(1)城市污水處理廠(chǎng)處理生活污水時(shí),可考慮引部分工業(yè)[8] 張自杰 環(huán)境工程手冊-水污染防治手冊[M].北京:高等教育出廢水做為碳源補充我過(guò)生活污水中碳源不足問(wèn)題。版社,1996:738 -741.(2)對于TN的去除,可考慮通過(guò)在氧化溝溝道中控制曝氣[9] 鄭興燦,李亞 新.污水除磷脫氮技術(shù)[ M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998 :26 - 230.區域來(lái)增加缺氧容積,提高TN去除率。[10]念東,王佳偉,中國煤化，工徐磷效果及運行成本研究[J].給TYHCNMHG