污水循环回用比及污水厂出水COD变化分析

第28卷第6期工业水处理VoL.28 No.62008年6月Industrial Water TreatmentJun. ,2008污水循环回用比及污水厂出水COD变化分析安景辉(中国石化工程建设公司,北京100101)[摘要]对污水厂出水经过深度处理后回用到循环水系统作为补充水,且循环水排污又回流到污水厂的系统,将产生内循环浓缩,使TDS和COD升高,由于循环系统补充水有TDS上限值,污水循环回用比也存在上限值。提出了污水循环回用比和回用后污水厂出水COD的确定方法。[关键词]污水回用;循环回用比;总溶解固体;循环水系统[中圈分类号] TQ085*.1 [文献标识码]A [文章编号] 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工业企业的污水处理厂出水经过深度处理后回针对污水回用于循环水且循环水排污又回流到用到循环水系统作为补充水是最常采用的有效节水污水厂的情况,笔者在分析污水处理、回用处理及回措施,当污水回用处理不采用脱盐工艺时，再生水的用过程的基础上,提出污水循环回用比及污水厂出COD、总溶解固体(TDS)通常较高,回用于循环冷却水COD的计算方法。水系统后,由于循环水系统的浓缩作用,其排污水的1污水处理及回用系统构成COD、TDS比采用新鲜水作为补充水时高出很多,根污水处理及回用系统由污水处理、回用处理和据其水质情况可有几种去向:(1)达标时直接外排;循环水系统三部分组成,如图1所示。(2)不达标时进人其他污水处理系统,经处理后排图中:Qr流量;放;(3)不达标时进人本污水处理系统,经处理后再D,-- -TDS 质量浓度, mg/L;次回用。对于情况(1)、(2)由于不构成内循环,补充Cr- -COD 质量浓度,mg/L;到循环水系统的再生水与原污水量之比一污水循i一水流序号;环回用比不受冷却系统水质控制条件的影响;对于r -一总回用比 ,r =Q/Qo;情况(3),循环水排污回流产生的内循环将导致再生R一-污水循环回用比 ,R=QNQo;水中TDS的增加,污水回用比越大,TDS增加越多,a-回用处理系统水回收率,a=Q4Q3;因此在满足循环系统补充水TDS限值条件下,污水中国煤化工洋水比例,β=循环回用比存在上限值。与此同时,再生水中溶解YHCNMHG性COD也会在回用过程中浓缩,使污水处理厂出水y- -循环水系统风吹损失 与排污比,y=COD发生变化。Q%/Q;;一82-工业水处理2008 - 06,28(6)安景辉:污水循环回用比及污水厂出水COD变化分析K_-循环水系统浓缩倍率 ,K=(Q2+Qo)1在循环水系统中,蒸发损失的TDS量为0,列该(Q+Qx);系统的TDS物料平衡方程:QnD+ QD=QnD4+ QD6,S一循环水系统补充水 TDS质量浓度将参数关系式代入得式(5):限值,mg/L。D=K(D:+BD.)(5)1+B该系统流程中回用处理系统的排污返回污水处理厂,循环水系统排污回流到污水处理厂。对污水处理及回用处理单元列TDS平衡方程:QoDo+ Q,D,= QzD2+ QLD+QnDn,并将参数关系式代凤吹戴发人得式(6):QrQl De=D.=0]K-B-1C=OD=(Do+ BDOsR)[I-RONRI (6)1+y覆环水系统新邮水补充水TDS≤S,约束条件可表示为:QD+QD.Q=RQoe(a-R)%Q+Q44)Q=(1+B)RQo,可得式(2):用相关型产物(UAP)和生物量相关型产物(BAP)两Q=KUHyRQo(2)类。UAP是微生物在分解基质产生能量、进行自对污水处理及回用处理单元列流量平衡方程:身生长繁殖时释放出的产物,与基质降解、微生物Qo+ Q= Q+ Q+ Qn,并将参数关系式代人得式(3):代谢或细胞生长相关,它的生成速率与基质的分解Q=[1+-1+6 R- ax]Q。(3)速度成正比。而BAP是微生物在内源呼吸过程中,K(1+y)伴随细胞解体释放出来的，与微生物的增殖无关,在污水处理及回用处理过程中，碳化、硝化/反只与细胞内源呼吸如细胞裂解、细胞衰亡相关,生.硝化都会导致污水中TDS的变化，但一般情况下,成速"可生物降解但速与进水中总TDS相比,变化比例不大,为简化分析,率很MH中国煤化工认为BAP是不可设这二个过程TDS无变化，则有:降解CNMHGMP的计算可参见Do=D3=D=D,=D2=D\(4)相关文献[2]。因此,污水处理厂出水COD按不同一83-经验交流工业水处理2008 -06,28(6)形态也分为溶解性和颗粒性两类，颗粒性COD主S=-. 1-n1-8- -So(10)要由随水流流出的微生物形成,通常为稳定值。溶1+r-ar+K(1+y)R~解性COD则由3部分组成:(1)进水中可降解COD式(10)中分母大于1, 因此S2<(1-n)So,表明对的未降解部分;(2)可降解的SMP中UAP部分;(3)可降解COD,回用时较不回用时浓度降低。惰性物质，包括进水中惰性COD和SMP中的BAP(2)I2计算。对溶解惰性COD,各环节无去除,部分。研究表明”,对于生活污水、食品废水等可生列物料平衡方程:Qd+QJs+Qr/=(Q2+Q)2;对冷却化性较好的废水，SMP 几乎占出水COD的100 %,系统,(1+y)Q2l=QJ4,将相关参数代入得:而对于生化性较差的废水,SMP在COD中所占的比例偏小些。Io+(1-a)rIs+-h=-.1+y(11)回用处理按处理深度大体划分为三类。A类:以K(lHyyR1-β去除悬浮物为主要目的，同步去除颗粒性COD,如澄清、过滤等;B类:以去除悬浮物和部分溶解性当回用处理工艺为A类或无化学氧化及活性COD为主要目的，同步去除颗粒性COD,如曝气生炭吸附的B类方案时，溶解惰性COD不随回用处物滤池(BAF)+澄清、过滤等;C类:以去除溶解固体理发生变化,I=Is=2,代人式(11)整理得:TDS为主要目的，同步去除悬浮物和大部分溶解性Iz一(12)1-K-B-1COD,如前处理+反渗透等。笔者只考虑A类和B类回用处理工艺。(3)M2确定。对于微生物，无论进水中是否存结合循环水系统运行和污水及回用处理方在，污水厂出水中微生物浓度取决于沉淀或澄清单法,可在下列条件下确定各类COD构成:(1)新鲜元的效果,通常为稳定值,折合为COD,M2亦为稳定水通常为工业给水,COD各项成分均忽略不计，值。C&=0;(2)再生水及其排污中可降解COD很低,忽(4)P2确定。溶解性微生物产物SMP的计算,可略不计;(3)循环水排污及风吹损失水中可降解根据相关文献[2]确定。其中BAP为惰性成分,不被COD忽略不计;(4)不考虑溶解惰性COD在循环生物降解，因此可以等效看作原污水中含有等浓度水系统中的分解;(5)颗粒惰性COD在污水处理的BAP,计算方法同1,可按式(11)、(12)确定。UAP厂中被去除;(6)再生水、冷却系统排污中微生物可生物降解,当回用处理采用BAF等生物处理工艺忽略不计。时,可认为UAP在回用处理过程中被去除。各环节进出水COD构成见表1。污水厂出水COD可按下式计算确定:表1污水处理及回用系统COD构成C=S2+I2+M2+P2.(13)类别原污厂出水再生间用排新鲜排污及凤式(13)可用于估算新建污水厂和新建回用处理可降解COD SS0系统出水中COD。其中原污水中So,lo 按专门方法溶解惰性COD 16测定4。颗粒情性COD )另-方面，大多数的污水回用工程都是对现有微生物污水处理厂出水进行深度处理，污水处理厂有大量SMP .的实际运行数据，根据这些运行数据可以确定回用注:SJ1.X.M.P.刷表示水中不同类型的COD,mng/L。后污水厂出水COD。4污水回用后污水厂出水COD确定研究表明，在污泥齡>5 d时,UAP/BAP<0.102。由表1可知，污水厂出水COD由S2Jh2、M2、P2运行良好的污水处理厂, 出水中S2比例很低,污泥四部分构成,对图1所示的系统，各部分计算如下:龄一般也较长,因此可以认为，污水处理厂运行良好(1)S2计算。设污水厂对可降解COD的去除率的情况下,出水中S2、UAP浓度很低,可忽略不计。为η,因为QsQr无可降解COD,故So去除量不随出水中国煤化工k中存在的溶解惰是否回用而变化,则有:(1-n)QS=(Q2+Q;)S2。性(MHCNMHG BAP,由于二者将参数代人并整理得:均为情仕成万,叫百才写还。设污水回用实施前，污水厂运行状态良好,污水一84-工业水处理2008 -06,28(6)安景辉:污水循环回用比及污水厂出水COD变化分析厂出水过滤和不过滤的COD分别为C2 ,C2,则C2=R_ = K(1+y)(SrD.) = 3x(1+0.667 )<(800 600)I+Mz+BAP2,C}=l+BAP2。Sp(K-1)800x(3-1)当回用处理工艺为A类或无化学氧化及活性=0.625。炭吸附的B类方案时,根据式(12),确定污水回用由于R0,则C>C,表明污1-K-B-11-- 3-0-1>x0.61+y)K(1+y)3x(1+0.667)水回用后污水厂出水COD升高。80-50=96 mg/L。5工程举例可见,实施污水回用后污水处理厂的出水COD某企业没有循环水系统,循环水量20 000 m3/h,将提高。蒸发损失1.0% ,风吹损失0.2% ,控制浓缩倍率为3,[参考文献]相应排污0.3%。补充水TDS限值800 mg/L。该企业现有--污水处理厂，规模500m2/h,出水总COD为.80mg/L,过滤后出水COD为50mg/L,出水TDS为meric subslanceg, soluble microbial products, and active and inertbiomas[J]. Wat. Sei. & Tech.2002 ,36(11); 2711-2720.600 mg/L。拟新建澄清- -过 滤污水回用处理设施,可[2]多金环,安景辉.可溶性徽生物产物的产生及影响因素分析[J].否使循环水系统补充水全部采用再生水?届时污水化T.环保，20403)169-172厂出水COD预计为多少?[3]刘锐,黄霞,范彬，等.膜-生物反应器中溶解性微生物产物的研解:y=QJQt =(0.2% x20 000)/(0.3% x20 000)=究进晨[J].环境污染治理技术与设备,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浓缩倍率K=3.0。heterotrophs in activated sludge aystems [J]. Wat. Sei. Tech,循环水系统补充水量:(0.2%+0.3%+1.0%)x1986,18(6):91-114.20 000=300 m/h。全部采用再生水作为补充水时,R=QJQo=300/[作者蔺介]安景辉(1967- ).2000 年毕业于清华大学环境500=0.6,此时β=0。工程系,硕士,高级工程师。电话:010-84876951 ,将已知数据代人式(9)得出允许的最大污水回E-mail: anjhui@sei.com.cn.用比为:[收稿日期] 2008 02 -25(修改稿).简 讯.甘肃华鹭铝业有限公司污水处理及资源利用项目通过设计审查2008年4月25日在兰州，由中国铝业股份有限公司投水回用系统三个子项。其中污水处理的流程是:格栅-→调节资管理部组织召开甘肃华鹭铝业有限公司污水处理及资源池-→+SBR池-→-体化设备-→活性炭过滤-→二氧化氯消毒-→利用项目初步设计审查会。该项目概算投资1 800余万元,计回用。污水处理量为2 000 m'd。划年内建成。该项目包括:污水收集系统,污水处理系统,污(本刊通讯员余承烈供稿)海口40亿元建设新型能源项目国家发改委有关负责人日前对外指出:海南省海口市有.年内,海口市重点建关部门计划在今后五年内,投入资金40.72亿元,建设43个设的:TH中国煤化工电厂和垃圾焚烧发重点能源项目。海口建设的重点能源项目主要包括生物质能电厂CNMHG油站:建设4个中型源、太阳能电池、垃圾发电、风力发电、沼气工程等新型能源沼气工程等。项目。(本刊通讯员沈镇平供稿)一85一