微曝氧化沟在庞各庄污水处理厂的应用.pdf

微曝氧化沟在庞各庄污水处理厂的应用 郭艳涛 1 周鑫 2 许领兵 3 王玉 1 1. 北京兴水水务有限公司黄村污水处理厂， 北京 102600; 2. 中国科学院生态环境研究中心， 北京 100085; 3. 北京意诚兴业环保技术有限公司， 北京 102600 摘要 庞各庄污水处理厂采用微孔曝气氧化沟工艺处理城市污水， 介绍了工艺流程及处理构筑物的设计参数。采用直 接接种培养的方式进行调试， 结果表明 该方法培养时间短且效果明显， 出水水质可达 GB 189182002城镇污水处 理厂污染物排放标准 的一级 B 排放标准。 关键词 微曝氧化沟;污水处理;应用 APPLICATION OF PORE AERATED- OXIDATION DITCH PROCESS IN PANGGEZHUANG WASTEWATER TREATMENT PLANT Guo Yantao1Zhou Xin2Xu Lingbing3Wang Yu1 1. Huangcun Sewage Treatment Plant of Beijing Xingshui Water Investment Co． ， Ltd， Beijing 102600， China; 2. Research Center for Eco-Environmental Sciences， Chinese Academy of Sciences， Beijing 100085， China; 3. Beijing Yicheng Xingye Environmental Technology Co． ， Ltd， Beijing 102600， China AbstractPore aerated-oxidation ditch process is applied in Panggezhuang WWTP treating municipal sewage． The process flowchart and operational design parameters of the structures are introduced． The commissioning pered by seeding culture show that it shortens the culture course and has a better effect． The effluent quality meets the first － B grade of“Discharge Standard of Urban Sewage Treatment Plant Pollutant” GB 189182002 ． Keywordsoxidation ditch;wastewater treatment;application 氧化沟是一种改良型循环流动式活性污泥法， 一 般采用低负荷延时曝气的方式运行， 具有维护运行简 便、 处理效果稳定等特点 ［1- 2］。目前各种类型的氧化 沟已经在污水处理厂中得到应用 ［3- 5］。近年来微孔曝 气氧化沟通过采用曝气和推流功能相分离的方式， 具 有便于独立 控 制 及 低 能 耗 等 特 点 ［6］， 应 用 日 趋 增 加 ［7- 9］。根据庞各庄污水处理厂水质与水量特点， 考 虑到脱氮除磷要求， 采用了微孔曝气氧化沟工艺， 取 得了较好的效果。 1工程概况 庞各庄污水处理厂位于北京市大兴区庞各庄镇 区南部， 在原有污水厂占地范围内改扩建而成， 总占 地面积58 512 m2， 总投资7 149万元。污水厂处理规 模近期为 1. 1 万 m3/d， 远期 1. 4 万 m3/d。主要处理 城市污水， 生物处理采用厌氧 微曝氧化沟工艺， 污 水厂工艺流程见图 1。 图 1工艺流程 工艺设计充分考虑到脱氮除磷， 采用前置厌氧 微孔曝气氧化沟工艺， 总水力停留时间13. 25 h， 其中 厌氧段2. 0 h， 设计 BOD5污泥负荷0. 08 kg/ kg d ， 污泥 浓 度 4 000 mg/L， 污 泥 龄 26 d， 回 流 污 泥 比 60 ～ 100 。 污 水 厂 设 计 出 水 要 求 达 到 GB 189182002城镇污水处理厂污染物排放标准中 的一级 B 排放标准。污水处理厂进、 出水水质指标 见表 1。 82 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 表 1设计进、 出水水质 mg/L 项目ρ CODρ BOD5ρ SS ρ NH3-N ρ TNρ TP 设计进水30015020040505. 0 设计出水≤60≤20≤20≤15≤20≤1. 0 2主要设备与构筑物设计参数 2. 1预处理段 回转式机械格栅 2 台， 栅条间隙 25 mm， 渠宽 1. 0 m， 渠高 10. 0 m， 安装倾角为 α 75。进水泵站 潜 污泵 3 台， 扬程 15 m， 流量 360 m3/h。转股式细格栅 2 台， 栅条间隙 6 mm， 渠宽 0. 8m， 渠高 2. 0 m， 安装倾 角为 α 75。沉砂、 砂水分离一体化旋流沉砂池 2 座， 直径 2. 5 m， 处理量720 m3/h。 2. 2生物处理段 1 厌氧池。厌氧池两座， 采用矩形钢筋混凝土 结构， 平均设计流量为 1. 1 万 m3/d， 每组池长 18 m， 宽 6 m， 有效水深 5 m， 池内设有 4 台潜水推流搅拌 器， 直径 400 mm。 2 微曝氧化沟。设计 2 组， 每组有 4 条廊道相 连， 结构尺寸为长 40 m， 宽 16 m 每个廊道宽4 m ， 有效 水 深 4 m。 陶 瓷 管 状 微 孔 曝 气 器 尺 寸 为 75 mm 750mm。 水 下 推 流 器8 台，直 径 2 500 mm。离 心 式 鼓 风 机2台，规 格35～ 51 m3/min， 压力58 800 Pa， 功率 90 kW。 3 沉淀池。单管吸泥辐流式沉淀池， 周边进水 及出水， 直径20 m， 池边水深4. 0 m。平均流量表面 负 荷 0. 83 m3/ m2h ，最 大 流 量 表 面 负 荷 1 m3/ m2h ， 停留时间5. 5 h。 2. 3污泥处理段 1 回流污泥泵站。螺旋离心式潜水泵 3 台 其 中 1 台为变频 ， 单泵流量250 m3/ h， 扬程6 m。 2 污泥脱水机房。脱水机房由设备间、 配电控 制室、 储藏室和值班室组成， 设备间平面尺寸12 m 12 m。共有带式脱水机 2 台， 处理量15 m3/ h。絮凝 剂投 加 装 置 2 套。污 泥 输 送 泵 2 台， 单 泵 流 量 20 m3/h， 水平无轴螺旋输送机 1 台， 直径280 mm， 长 度5 m。倾斜螺旋输送机 1 台， 长度10 m。加药泵 2 台， 流量2 m3/ h， 冲洗水泵 2 台， 流量25 m3/ h。 3活性污泥的培养驯化 活性污泥的培养驯化可以采用间歇培养、 低负荷 培养、 满负荷培养及接种培养等方式， 几种方式各有 利弊， 接种培养与其他几种方式相比， 最大的优点是 培菌时间短， 见效快。庞各庄污水厂属于小型污水处 理厂， 且附近已有大型氧化沟污水处理厂， 可以较方 便的运送活性污泥。因此采用接种培养的方案。 2009 年 8 月 3 日开始进行活性污泥培养， 采用 附近污水处理厂的浓缩污泥接种。接种污泥浓度 79. 5 ， 接种污泥量为每座氧化沟20 t， 接种后的北 氧化 沟 污 泥 浓 度 996 mg/L，南 氧 化 沟 污 泥 浓 度 1 338 mg/L。接种期间及接种后进行闷曝， 经测定 南氧化沟内沟 DO 3. 4 mg/L， 外沟 3. 2 mg/L; 北氧 化沟内沟 DO 6. 4 mg/L， 外沟 DO 6. 0 mg/L。取样 观察微生物相， 发现有少量污泥絮体形成， 污泥絮体 较分散， 颜色较好， 但没有观察到细菌活动迹象。由 于污泥接种数量控制不严格导致两个氧化沟浓度有 差距， DO 分布不均匀， 在以后的几天调节进气量， 降 低北氧化沟内 DO。 8 月 45 日， 北氧化沟内的白色泡沫溢出氧化 沟， 水面高度达1. 5 m左右， 对溢出的泡沫进行冲水打 碎处理， 并短时停止北沟的曝气， 待去除泡沫后继续 曝气。8 月 7 日进行间歇进出水。到 10 日采用连续 进出水方式， 8 月 14 日取样观测微生物相， 发现钟 虫， 呈单个个体生长且活性良好。 8 月 1822 日对污水厂进出水各指标进行连续 监测， 监测结 果见 图 2。由图 2 可知， 工艺不仅对 COD、 BOD、 SS 有较高去除率， 达 90 以上， 而且对 NH3-N、 TN 及 TP 的去除也十分有效。出水水质达 GB 189182002一级 B 标准。 4调试中的问题 8 月 10 日水厂连续进出水后， 实际管网输送的 来水水量大大低于设计值， 设计进水量为 1. 1 万。而 实际进水仅为 0. 2 万 t， 不足设计负荷的 20 。目前 进水量过小使得底物浓度偏低， 导致微生物营养不 足， 活性污泥生长缓慢。双系列运行时氧化沟 MLSS 仅为1 500 mg/L。这种情况会随着上游配套管网落 实、 水量增加逐步加以解决。 5运行效果 经过系统调试及污水收集管网逐步完善， 进水负 荷增加到设计值的 50 ～ 60 ， 2009 年 910 月该 工艺运行良好， 出水水质稳定， 不同污染物的平均去 除率如图 3 所示。由图 3 可知， BOD5、 COD、 SS 及 NH3-N 去 除 效 率 均 很 高，分 别 为 91. 4 、 88 、 87. 7 和 98. 6 。而 TN、 TP 去除率相对较低， 分别 仅为 66. 3 和 57. 6 ， 说明系统脱氮除磷能力有待 进一步强化提高。 92 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 aBOD5; bCOD; cSS; dNH3-N;eTN;fTP 图 2各污染物的进水、 出水水质 图 3污染物去除效率 6结语 1 庞各庄污水厂采用厌氧 微孔曝气氧化沟工 艺处理污水是可行的， 该工艺运行稳定且污染物去除 效率高， 出水水质可达 GB 189182002 的一级 B 排 放标准。 2 采用直接接种培养具有培养时间短， 效率高 的特点， 在有条件的污水厂可以优先选用此方式进行 污泥培养。 3 调试后， 庞各庄污水厂微曝氧化沟工艺运行 良好， BOD5、 COD、 SS 及 NH3-N 去 除 效 率 分 别 为 91. 4 、 88 、 87. 7 及 98. 6 ， 而 TN、 TP 去除率较 低， 分别为 66. 3 和 57. 6 ， 系统的脱氮除磷效率有 待进一步提高。 参考文献 ［1］邓荣森， 李伟民． 从运行方式看氧化沟技术的发展［J］． 给水排 水， 2000， 26 3 19- 21. ［2］邓荣森， 张新颖， 王涛． 氧化沟工艺的技术经济评估［J］． 中国 给水排水， 2007，23 16 37- 40. 下转第 75 页 03 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期 有上述反应都存在， 但条件和次序不同。由于烟气中 CO2被不断吸收， 相对碱液来说， 其 CO2过量情况应 该不存在。所以， 碳酸氢钠的溶解度比碳酸钠的小， 会有碳酸氢钠晶体析出， 也就是沉淀; CaCO3与 SO2 反应没有钠碱快， 只能以沉淀方式存在。前述的板结 堵塞， 按理应是这两种以上物质的混合物。 脱硫系统的防腐问题， 历来就是一个难处理的技 术问题; HF 的存在使这一问题升级。尽管湿法系统 的净化效率高， 在玻璃窑烟气净化的应用上还有待探 索完善。特别是脱硫液的处理和循环， 直接影响系统 的正常运行。如果有工艺废碱液可以利用、 水处理设 施完善的话， 才先考虑湿法。 3对净化方法的建议 3. 1系统选择问题 对于炉窑烟气脱硫技术， 有关的技术文献和资料 繁多， 目前主要使用的脱硫剂有碳酸钙、 氧化钙、 氧化 镁、 钠碱 烧碱 等。就己实施的工程情况来看， 湿法 系统占绝大多数; 在人们的心目中， 湿法脱硫的技术 和工艺已经成熟， 但腐蚀问题在某些特殊情况下仍然 是一道难以逾越的鸿沟， 至少可以说解决起来代价过 高。通过上述两个工艺的实施结果分析， 对玻璃窑的 高温、 强腐蚀性烟气与一般燃煤锅炉不同， 还是采用 喷雾干燥法为宜。 喷雾干燥法脱硫工艺一般以碱性浆液作为脱硫 吸收剂 可采用石灰或其他脱硫剂配制 ， 石灰经消 化并加水制成消石灰乳， 消石灰乳由泵打入位于吸收 塔内的雾化装置， 被雾化成细小液滴的吸收剂与烟气 混合接触， 与烟气中 SO2及 HF 发生化学反应生成 CaSO3和 CaF2， 烟气中的 SO2和 HF 被脱除。与此同 时， 吸收剂带入的水分迅速被蒸发而干燥、 成为干粉， 烟气温度随之降低。脱硫反应产物及未被利用的吸 收剂以干燥的颗粒物形式随烟气进入除尘器被收集 下来。脱硫后的洁净烟气经风机烟囱排空。 喷雾干燥在物料干燥行业早已是一项成熟技术， 如在乳粉、 洗衣粉等粉体干燥领域。20 世纪 70 年代 初， 喷雾干燥技术应用于烟气脱硫后得到迅速发展。 20 世纪 80 年代开始， 旋转喷雾干法烟气脱硫工艺受 到重视， 在我国其市场占有率估计已有 5 ～ 10 。 其优点是无需防腐， 无再热， 占地少， 几乎无结垢， 没 有湿法系统的诸多弊端。 3. 2烟气降温 一般余热锅炉排气温度在200 ℃ 左右， 对于半干 法脱硫系统来说， 可采用布袋除尘。在没有余热锅炉 时， 最好是采用空气表冷; 以防冷却器管壁温度低于 烟气的酸露点。 4结束语 高温、 强腐蚀性的炉窑烟气采用湿法系统净化 时， 除腐蚀和结垢外， 最主要的还是洗涤循环水处理 问题; 在洗涤液循环使用、 反应产物沉降不完全时， 不 断在系统中循环累积; 结垢与堵塞现象难以避免。循 环水的温差分层现象使其处理难度增大， 系统初投资 和运行费增加。因此， 在无生产碱性废水和完善的水 处理设施的情况下、 不宜采用湿法系统。 参考文献 ［1］郑铭． 环保设备 原理设计应用［M］． 北京 化学工业出 版社， 2001． ［2］马广大． 大气污染控制工程［M］． 北京 高等教育出版社， 1985． ［3］王喜忠． 喷雾干燥［M］． 2 版． 北京 化学工业出版社， 2003． ［4］中国石化集团上海工程有限公司． 化工工艺设计手册［M］．三 版． 北京 化学工业出版社， 2003． ［5］王春玉， 刘建秋． 石灰石石膏湿法吸收系统高效运行的分析 ［J］． 环境工程， 2009， 27 6 74- 76． ［6］杜云贵， 隋 建 才， 杨 晓 君． 石 灰 石石 膏 湿 法 脱 硫 系 统 改 造 ［J］． 环境工程， 2010， 28 3 81- 84． 作者通信处罗运平410014湖南省长沙市香樟路 601 号湖南有 色冶金劳动保护研究院 E- maillyp_007 126． com 2011 － 06 － 08 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 收稿 上接第 30 页 ［3］王新文． 奥贝尔氧化沟在小城镇污水处理中的应用［J］． 环境 工程， 2009， 27 2 49- 50. ［4］李国会， 朱明霞， 郑永伟． Carrousel 氧化沟处理工业和生活混合 污水的应用［J］． 环境工程， 2009， 27 2 63- 65. ［5］张扬， 陈豪， 宋英豪， 等． Orbal 氧化沟的应用及发展趋势［J］． 环境工程， 2009， 27 4 62- 64. ［6］刘祖文， 宋存义． 我国节能型氧化沟处理工艺研究思路［J］． 环 境工程， 2005， 23 2 85- 87. ［7］薛永强， 汤兵， 区岳州． A /A /O 微曝氧化沟处理城市污水的工 程设计［J］． 环境污染治理技术与设备， 2006， 7 1 126 － 128. ［8］欧阳云生， 贺玉龙， 倪明亮． 邛崃市污水处理厂 A2/O 微曝氧化 沟系统的设计［J］． 中国给水排水， 2008， 24 22 30- 33. ［9］汪永红， 何睦盈， 区岳州． 采用微孔曝气器的氧化沟实例分析 ［J］． 中国给水排水， 2003， 19 2 75 － 76. 作者通信处周鑫100081北京海淀区中关村南大街 12 号中国农 科院环发所中日中心 216 E- mailraymans2006 163. com 2011 － 01 － 19 收稿 57 环境工程 2011 年 12 月第 29 卷第 6 期