城市污水污水处理厂氮磷去除的研究

2011年39卷第23期广州化工127城市污水污水处理厂氮磷去除的研究刘传伟,孙书群合肥工业大学资源与环境工程学院,安徽合肥230000摘要:城市污水处理厂的氮磷的去除成为较难控制的目标,已经成为我国目前多数污水处理厂的现状。本文从十五里河污水处理厂设计工艺流程实际运行条件出发,选取污水处理厂运行两个月的数据分析入手,分析进水条件,实际控制条件,得出氮磷不达标的原因,同时给出结论和建议关键词:城市污水处理厂;氨氮;总磷;混凝Research of Nitrogen and Phosphorus Removal in Urban SewageWastewater treatment plantLIU Chuan-wei, SUN Shu-gunSchool 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 controland 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 conditions, and actual control condition were aslo analyzed. The reason of nitrogen and phosphorous non-compliance was gotand the conclusions were proposedKey words: the wastewater treatment plants; ammonia nitrogen; total phosphorus; coagulation1项目概况表1十五里河污水处理厂设计进水水质项目设计水质合肥市十五里河污水处理厂工程规模为5万m3/d,是利用BOD150~180亚洲开发银行贷款-合肥市城市环境改善项目之一。工艺为氧化沟工艺,经深度处理后排水十五里河,最终进入巢湖。十五320~380里河污水处理厂出水执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》166~200GB18918-2002中一级标准的A级标准。工艺流程见图1。总氮33-40风机r[如药网[设备网25~30反冲水、气刪母爾回流污泥反冲排水注除水温和pH值外,其它指标单位均为mg/L。地膜水机堡黑M<想晚水水剩余污表2十五里河污水处理厂设计出水水质项目出水/(mg/L)图1工艺流程BOD102进出水水质情况COD表1为2011年6月1日到7月29日十五里河污水处理厂设计进水水质数据,表2为十五里河污水处理厂设计出水水质总氮(以N计)≤15数据。作者简介:刘传伟(1981-),男,研究生,主要从事水污染控制工程方向研究。广州化工2011年39卷第23期续表氨氮(以N计)水温≤0.5一CF注:除水温和pH值外,其它指标单位均为mg/L135791t3151719212325273进出水数据分析图67月份进水C/P3.1总氮去除分析比较67月份进水C/N比及出水总氮的数据见图2~图4冰人三禁2t3579II13t51792123252729t3579131517192123252729图76、7月份出水总磷图26月份进水C/N(1)比较6、7月份进出水数据,实际进水水质的COD、BOD5比设计的要低,而TP比设计的进水要高。出水总磷浓度一直不能正常达标。(2)对于生物除磷工艺,要求BOD,/P=33-100时“,而十五里河的实际的运行资料表明在6月份污水处理中BOD3TN、000LBODP的比值均未达到设计的要求,所以这也造成出水标准达不到一级A标图37月份进水C/N(3)生物除磷是新工艺,近二十年来受到了广泛的重视和研究。它是利用微生物在好氧条件下对污水中溶解性磷酸盐的过量吸收作用,然后沉淀分离而去除磷。在好氧部分碳源不足的7月份总氮情况下会造成去除率低下6。4工艺及构筑物分析4.1设计工艺流程简介35791131517192123252729十五里河污水处理厂采用微曝氧化沟生物处理工艺和微絮凝过滤深度处理工艺。图46、7月份出水总氮污水通过进水渠道进入装有粗格栅的格栅间,在此拦截污(1)比较67月份进出水数据,实际进水水质的COD、BOD水中较大杂质;然后由污水泵提升进入出水井,经细格栅进一步比设计的要低,而TN比设计的进水要高。而6月份污水处理厂去除水中杂质后,进入曝气沉砂池去除砂砾;沉砂池出水进入氧的总氮出水指标要远低于7月份总氮的出水指标。化沟(前面带厌氧区),去除BOD5N、P等污染物;氧化沟出水经(2)从理论上讲BOD,TN>2.86才能有效地进行生物脱沉淀池沉淀分离去除悬浮物;沉淀池出水经取水泵房再次提升氮,实际运行资料表明,只有当BOD3TN>3时才能使反硝化正进入深度处理单元,经加药、在反应池内混凝后形成微小絮体常运行。当 BOD,/TN=4-5时,氮的去除率大于6%,磷的冉进人砂滤池进一步去除水中的悬浮物和附着的有机物;滤池去除率也可达60%左右13出水进入紫外线消毒渠道,去除粪大肠杆菌,抑制细菌再生,达(3)7月份的进水C/N比值要好于6月的进水C/N,而从结到排放水体的要求,最终尾水排入巢湖。果上也可以看出进水碳源成为制约总氮去处的一个重要因素同时为保证出水除磷效果,采用生物除磷的同时辅佐化学°除磷3.2总磷去除分析生物处理产生的剩余污泥、化学除磷过程产生化学污泥由比较6、7月份进水C/N比及出水总氮的数据见下图5~图7。剩余污泥泵提升连续进入贮泥池,同时滤池反冲的悬浮物经沉淀后间歇进入贮泥池,然后贮泥池内污泥一同进入脱水机进行浓缩脱水,脱水后泥饼外运。生物处理过程的回流污泥自沉淀池排出,经提升后回至氧化沟的前置厌氧区57911131517192123252729图56月份进水C/P2011年39卷第23期广州化工4.2工艺设计参数除磷污泥:0.697t(DS)d,含水率992%,污泥量87m3/d;因为在污水处理中兼顾脱氮除磷于一体,工艺采用的是前厌氧区容积:2083m3,缺氧区容积3444m3,好氧区容积置厌氧的微暴氧化沟(A0)形式,在已有设计对比中氧化沟具1097m3。单线氧化沟总容积为16494m3有投资及运行费用少,经济效益高,同时因为较长的污泥龄,污混凝沉淀池设计参数泥已经处于稳定的状态,不需要进行消化即可进行脱水处理。最大流量:Q=60000m3/d=0.799m3/s;十五里河污水处理厂氧化沟设计基本参数为混合时间:2.0min;絮凝(接触)时间:2.5min;泥龄SRT(厌氧+缺氧+好氧):15d;从设计工艺来看,设计工艺上有脱氮除磷的要求,在氧化沟污泥负荷:0.103 kg bOD3/ kgMLsS:d;出水加药除磷,同时在滤池前混凝池加药去除悬浮物。现对工污泥浓度:4000mg/L;艺及构筑物影响氮磷去除部分进行分析如下。水力停留时间(厌氧2h+缺氧3.3h+好氧10.5h):15.8h(1)实际运行过程中要在厌氧工序上除磷,但是在设计过程(平均);中厌氧池进水是从曝气沉沙池过来,同时加上回流的污水中携污泥回流比:50%~100%带的的溶解氧,使前置的厌氧段并非处于严格的的厌氧条件,影最大内回流比:300%;响到厌氧释磷效果;所以曝气沉沙池应为旋流沉沙池,避免带入实际需氧量:17015kg/d;溶解氧到厌氧池中。剩余污泥8774(Ds)d,含水率99.2%,1097m3/d;表37月份部分溶解氧数据缓流板前/后1#厌氧池DO1#缺氧池DO日期沉沙池出口外回流.985.600.970.141.62100.102,2470.192.500.1300.170.130.282.560.190.130.102.3277770.080.300.100.090.090.080.192.140.290.170.14L.960.160.110.110.100.100.100.082.16注:取部分数据从上表中可以看出,在曝气沉沙池出口污水含较髙的溶解不够,不能形成较大矾花。氧,同时外回流也带有一定溶解氧。通过比较数据发现厌氧区①现取二沉池出水做现场小试实验,根据现场运行时间情属不严格的厌氧条件,而在缺氧段溶解氧较低,也属厌氧条件,况,投配比浓度达到25mg/L为最佳效果。在这种情况下会影响到反硝化运行。所以在运行过程中未达到理论设计标准。表4现场混凝小试2)因先经历厌氧段缺氧段的反硝化过程不能优先从污水时间/min沉降情况中获取碳源,当污水中有机物浓度低时,反硝化过程会因得不到有细小矾花形成充足的碳源不能正常进所以可考虑另投碳源但是会带来相应同上成本的增加。但是通过上表溶解氧可以看出,在整个缺氧区溶有细小矾花开始下解氧都比较低,处于厌氧的条件,不能处在缺氧环境中去。所以持续下沉,但未形成较大矾花会对去除TN造成影响,进而影响到出水水质。因为COD去除效果较好,所以可考虑在氧化沟中通过沟道曝气调整,增加反硝持续下沉,但仍未形成较大矾花化区容积使反硝化充分提高去除率79250持续下沉但,仍有较多悬浮状态(3)本工艺在除磷的设计上,通过生物除磷和化学除磷的方有较大矾花形成法去除污水中的TP,通过现场小试,发现在比较两种不同厂商沉有较大矾花形成,持续下沉淀效果后,磷去除率最高为70%,所以要想最终排水达标,生物完成沉降处理后即氧化沟出水的TP浓度1.5mg/L。设计工艺加药处有两处,化学除磷在设计上的加药点在氧表5总磷的去除化沟出水处,但是存在着投加量不够均匀,同时在加药后的含磷二沉池出水TP静沉5min污泥仍参与污泥循环重新回到生化系统中去,对生化系统造成静沉10m1. 44 mg/L定的影响,同时影响到磷的去除率0。所以不建议采用在氧0. 92 mg/L.0.58mg/L化沟出口投加药剂,应改在混凝池投加。(下转第141页)同时对于在混凝沉淀池投加药品后,具现场观察,停留时间2011年39卷第23期广州化工141励制度,对开展工厂的节能工作有巨大的推动作用。因为这样的内在需要,另一方面也是企业社会责任的体现。天业集团工可以提髙天业员工节能意识、激励员工在日常工作中时时处处程技术人员应不断跟踪、了解和掌握化工电气节能新技术、新设注意节能。备,在确保工艺装置安稳运行的前提下积极实施节能技术改造22.3设备管理-加强运行维护工作。提高新疆天业(集团)有限公司设备的检修工作,使整个系统维持良好的运行状态。例如检修天业电动机,使转子与定子参考文献问的气隙均匀或者减小,或减小转子转动时的摩擦,能降低电能1]hp://w.x-lanye.com:8080//gongsinanjie.hm损耗,又如将接头接触不良、严重发热的导线或严重漏电的导线[2]赵纯禹.谈石油化工企业电气的主要节能方法[J.第三届石油和检修好,这不仅保证了安全供电,而且电能损耗也得以减少。对化工节能论坛,2007(5):238-245于其他设施,同样加强维护保养减少水、气、热等能源损耗。3]罗颖隽,化工企业电气节能方法综述[J].广东化工,2010(6):3结语[4]胡永剐浅谈化工企业电气节能技术的应用[J].化学工程与装备2010(9):91-94.天业电气节能是一项长期而系统的工作,除了重视节能设[5]任广强,杨福华.变频技术在石油化工企业中的应用[内蒙古备、节能技术外,还应制定科学合理的管理制度。要正确处理天科技与经济,2009(8):9-99业化工建设投资与运行成本,近期投资与远期使用的关系。应[6]赵瑛浅析“电气节能措施”在石油化工企业的应用[J电气应用树立企业节能与工艺安全运行并重的思想,在设计和设备选型建筑电气专刊,2006(4):44-48过程中就要重视节能,避免出现新项目新设备不节能的情况。[7]陈黔宁化工企业电气节能浅议[.2010年管理论丛与技术研究在天业设备的运行和管理中要大力推广电气节能技术,同时注重企业用电管理以此提高电能利用率。天业集团电气节能工作[8]徐志国电力节能降耗技术的研究D]东南大学,00有着广阔的空间,一方面这是企业精细化管理和自身经济效益(上接第129页)②同时取滤池进水可以观察到仍有较多悬浮物为能形成大参考文献粒径矾花。也即混凝沉淀池部分存在停留时间不足。通过上述[1]区岳州胡勇有氧化沟污水处理技术及工程实例M].北京:化学现场小试发现混凝阶段存在时间不足的情况工业出版社,2005:39-42[2]北京市环境保护科学研究院等主编.三废处理工程技术手册:废水5结论及建议卷[M].化学工业出版社,2000564-576.[3]高廷耀,顾国维.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,5.1结论2004:251-267(1)城市污水处理厂在应对高浓度氮磷废水时因碳源不足4]张辰俞建中污水处理新技术在石洞口污水处理厂的应用C].污的情况下处理效果受到限制。水除磷脱氮技术研究与实践[A].天津:中国土木工程学会水工业2)氧化沟工艺,构筑物设计上会影响到处理效果。曝气沉分会排水委员会,2000:131-135池在设计上慎用,容易影响后续处理工序[5]国家环保总局城镇污水处理厂污染物排放标准中一级标准的A(3)除磷工艺加药环节在氧化沟出水处较难控制,而在后续级标准GB18918-2002[S]北京:中国环境科学出版社混凝池中设计时要有足够的停留时间,避免造成加药时混凝池6]邓荣森氧化沟污水处理理论与技术[M]北京:化学工业出版社,2011:69-80水力停留时间不够。[7]北京市政工程工程设计研究总院城镇排水[M].北京:中国建筑5.2建议工业出版社,2004:452-453(1)城市污水处理厂处理生活污水时,可考虑引部分工业8]张自杰环境工程手册-水污染防治手册[M.北京:高等教育出废水做为碳源补充我过生活污水中碳源不足问题版社,1996:738-741.(2)对于TN的去除可考虑通过在氧化沟沟道中控制曝气[9]郑兴灿李亚新污水除磷脱氮技术M]北京:中国建筑工业出版区域来增加缺氧容积,提高TN去除率社,1998:226-230[10]念东,王佳伟,刘立超,等城市污水处理厂化学除磷效果及运行成本研究[J].给水排水,2008,34(05):10-12.