（市政工程专业论文）投加填料强化沉淀处理城市污水试验研究.pdf

f j，j，lifif e n h a n c e ds e d i m e n t a t i o np r o c e s s c a n d i d a t e ： s u p e r v i s o r ： g u o h a i p i n g c h e n g “h u a a c a d e m i cd e g r e ea p p l i e df o r ：m a s t e ro fe n g i n e e r i n g s p e c i a l 锣：m u n i c i p a le n g i n e e r i n g d a t eo fo r a le x a m i n a t i o n ：j u n e ，2 0lo u n i v e r s i 蚵：q i n g d a ot e c h n o l o g i c a lu n i v e r s i t y 青岛理t 大学工学硕上学位论文 硕士学位论文 投加填料强化沉淀处理城市污水试验研究 学位论文答辩日期： 指导教师签字： 答辩委员会成员签字： 夥乏 多 。 舨 一l 、 青岛理工大学工学硕士学位论文 目录 摘要i a b s t r a c t i i i 第l 章绪论1 1 1 我国中小城镇污水处理现状1 1 1 1 我国中小城镇水环境污染现状1 1 1 2 适用于我国中小城镇的污水处理工艺2 1 2 城市污水强化一级处理工艺一2 1 2 1 化学强化一级处理技术( c e p t ) 3 1 2 2 生物絮凝强化一级处理技术4 1 2 3 化学一生物联合絮凝强化一级处理技术5 1 2 4 其他强化一级处理技术：6 1 3 沉淀处理工艺7 1 3 1 沉淀机理? ：7 1 3 2 沉淀池类型及沉淀工艺发展趋势7 1 4 混凝处理工艺一9 1 4 1 混凝机理9 1 4 2 絮凝剂的种类及应用现状1 0 1 5 本课题研究的目的、意义及主要内容1 1 1 5 1 本课题研究的目的、意义1 1 1 5 2 本课题研究的主要内容1 2 第2 章投加填料强化沉淀处理低浓度城市污水试验研究13 2 1 试验方法_ j 1 3 2 1 1 试验水质一1 3 2 1 2 试验材料1 3 2 1 3 测定项目与分析方法1 6 2 2 试验结果与讨论1 6 青岛理工大学工学硕1 ：学位论文 2 2 1 单纯沉淀与投加填料强化沉淀对洗浴废水处理效果对比试验研究1 6 2 2 2 表面负荷对投加填料强化沉淀处理洗浴废水试验效果的影响研究1 9 2 2 3 运行时间对投加填料强化沉淀工艺污染物去除效率的影响试验研究2 0 2 3 本章小结2 2 第3 章投加填料强化沉淀处理高浓度城市污水试验研究2 4 3 1 试验材料与方法2 4 3 1 1 试验装置与处理流程2 4 3 1 2 试验用水2 6 3 1 3 填料：2 7 3 1 4 测定项目与分析方法一2 7 3 2 试验结果与讨论2 7 3 2 1 投加不同填料对污染物去除效果影响试验研究2 7 3 2 2 投加填料强化沉淀与污水处理厂初沉池对污染物去除效果对比试验研究3 9 3 2 3 投加填料强化沉淀装置结构参数优化试验研究4 0 3 2 4 投加填料强化沉淀污染物去除机理研究4 5 3 3 本章小结4 9 第4 章混凝+ 投加填料强化沉淀处理城市污水试验研究5 1 4 1 试验材料与方法5 1 4 1 1 试验材料5 1 4 1 2 试验方法51 4 1 3 试验用水5 2 4 1 4 填料5 3 4 2 试验结果与讨论5 3 4 2 1 混凝法处理城市污水的静态烧杯试验一5 3 4 2 2 运行时间对混凝十投加填料强化沉淀处理效果的影响5 5 4 3 本章小结5 8 第5 章结论与建议5 9 5 1 结论5 9 5 2 建议6 1 l i 青岛理工人学工学硕士学位论文 参考文献一6 2 读硕士学位期间发表的学术论文一6 6 致谢6 7 青岛理工人学t 学硕上学位论文 摘要 目前我国中小城镇的污水处理现状不容乐观，由于中小城镇人口少、经济不发达、 污水处理规模小，同时中低浓度和超低浓度的城市污水大量存在，处理系统维护管理困 难，必须选择费用低、运行稳定可靠、能耗低和处理效果好、操作维护简单的处理方式， 而目前可供选择的工艺非常有限。近年来，很多新型的强化一级处理工艺和改良一级处 理工艺由于其高效低耗等优点，得到了国内污水处理领域的广泛关注。本课题通过在传 统沉淀工艺基础上投加悬浮填料形成一种高负荷的沉淀方式来强化对污染物的去除效 率，达到对中小城镇污水高效预处理的目的。通过本课题的研究，开发一种适用于中小 城镇污水处理的高效沉淀技术，对于目前中小城镇污水处理难的问题提供一条可行的解 决途径。 本课题通过投加填料强化沉淀对低浓度生活污水和中高浓度生活污水污染物去除 效率的研究，确定了该工艺的污水处理效果，分析了不同因素对处理效率的影响；通过 在填料强化沉淀基础上投加混凝剂，考察混凝处理对该工艺污染物去除效率以及系统运 行周期的影响。 试验结果表明： ( 1 ) 在沉淀装置中投加填料后，装置对污水中各污染物的去除率均有显著的提高。 表面负荷对投加填料强化沉淀工艺的s s 、t p 去除效果影响较大；随着表面负荷的增加、 反应时间的延长，该工艺对污染物的去除率呈下降趋势，且随着表面负荷的增加运行周 期逐渐变短。本试验条件下，对低浓度污水而言，最优的运行条件为表面负荷5 o 砒， 运行周期为2 0 2 4 h 。 ( 2 ) 在投加填料强化沉淀工艺中，相对于聚丙烯球形填料而言，聚乙烯柱形填料更 具优势。表面负荷对投加两种填料的强化沉淀装置运行周期的影响都非常显著。随着表 面负荷的增大，运行周期越来越短。但聚乙烯柱形填料对s s 、c o d 和t p 的去除效果 更好，运行周期更长。 ( 3 ) 投加填料强化沉淀对s s 、c o d 的去除效果明显优于污水处理厂初沉池。 ( 4 ) 填料装填高度对污染物去除效果有显著的影响。填料的装填高度越高，装置对 污染物的去除效果越好。沉淀层高度对投加填料强化沉淀处理装置的污染物去除效果和 运行周期也有较大影响。沉淀层高度越高，装置对污染物的去除效果越好，增加沉淀层 青岛理工大学工学硕上学位论文 的高度可以有效延长装置的运行周期。 ( 5 ) 投加混凝剂可以提高投加填料强化沉淀处理装置的污染物去除效率。混凝剂投 加量对污染物去除效率具有较大影响，当混凝剂投加量小于3 0 m l 时，随着加药量的 增加，沉淀装置对污染物的去除率随之增高；当混凝剂投加量达到3 0 m l 以上时，混 凝剂投加量对去除率的提高不明显，此时s s 、c o d 、t p 的去除率分别可达8 0 、6 7 和7 0 以上，投加p a c 对于c o d 的去除效果比投加三氯化铁略好，平均提高5 左右； 对于连续运行的混凝+ 投加填料强化沉淀工艺系统，投加三氯化铁对磷的去除效果较好， 但运行周期比不投加混凝剂时有所变短。投加p a c 对s s 、c o d 、t p 的去除率高于不投 加混凝剂时的去除率，运行周期也有所延氐。综合考虑，p a c 是更适于用作混凝+ 投加 填料强化沉淀工艺处理城市污水的混凝剂。 关键词：投加填料强化沉淀；城市污水；混凝；去除率；填料；运行周期 青岛理工人学工学硕上学位论文 a b s t r a c t c u r r e n ts i t u a t i o no fs o m es m a nt o w nw a sn o to p t i m i s t i c a li nc h i n a f o rm el i t t l e p o p u l a t i o n ，u n d e r d e v e l o p e de c o n o m i c ，s m a nt r e a t m e n ts c a l e ，a b u n d a n c eo fl o wc o n c e n t r a t i o n u r b a ns e w a g e ，a n dd i 伍c u l tt ob em a i m e n e da n dm a n a g e d ，t h u st h et r e a t l n e n tp r o c e s sw i t ht h e f e a t u r eo fl o w c o s t ，s i m p l eo p e r a t i o na n dm a i n t e n a n c es y s t e m ，s t a b l ea n dr e l i a b l e ，e h e c t i v e a n dl o we n e r g yc o n s u m p t i o ns h o u i db ec h o s e n b u tt h es u i t a b l et e c i l i l o l o g i e sw e r ev e r y l i m i t e da tp r e s e n t i nr e c e n ty e a r s ，m a n yn e we n h a n c e dp r i m a r yt r e a t m e n tp m c e s sa n d i m p r o v e dp r i m a r yt r e a t m e n tp r o c e s sh a dr e c e i v e dw i d ec o n c e mi nm ef i e l do fd o m e s t i c s e w a g et r e a t m e n t ，b e c a u s eo ft h e i rh i g he 伍c i e n c ya n dl o wc o n s u m p t i o n an e w k i n do f e 衔c i e n ts e d i m e n t a t i o nt a l l kw a sd e v e l o p e db ya d d i n gs u s p e n d e d 矗l l e ri n t ot h et r a d i t i o n a l s e d i m e n t a t i o nt a n kt os t r e n 昏h e nt h ee 衔c i e n c yo fp o l l u t a n tr e m o v a la n da c h i e v em ep u 叩o s e s o fe 伍c i e n tp r e t r e a t m e n to fw a s t e w a t e ri ns m a l l t o w ni nt h i ss 伽d y - t h r o u 曲t h i ss t u 电ak i n d o f h i g h l ye m c i e n tw a s t e w a t e rt r e a t n l e n ts e d i m e n t a t i o nt e c t l i l i q u ew o u l db ed e v e l o p e dw h i c h w a ss u i t a b l ef o rt h es e w a g et r e a t m e n ti ns m a l lt o w n s ，a n dp r o v i d eav i a b l es o l u t i o nf o rt h e w a s t e w a t e rt r e a t m e n tp r o b l e mo fs m a l lc i t i e s p o l l u t a n tr 锄o v a le 厅c i c n c yo ft h ef i l l e rd o s e de n h a n c e dp r e c i p i t a t i o np r o c e s sw a s i n v e s t i g a t e db ym et r e a t m e n to fl o wa n dh i g hc o n c e n t r a t i o ns e w a g eu s i n gt h i st e c h n o l o g y ，a n d m ei n n u e n c eo fd i 任e r e n tf a c t o r so nt h et r e a t i i l e n te 伍c i e n c yw a sa n a l y z e di nt h i ss t u d y f u r t h e 咖o r e ， m ei n n u e n c eo fn o c c u l a t i o no np o l l u t a n tr e m o v a le 箍c i e n c ya n ds y s t e m o p e r a t i o nc y c l ew a si n v e s t i g a t e db ya d d i n gc o a g u l a n to nt h eb a s i so ff i l l e rd o s e de n h a n c e d p r e c i p i t a t i o np r o c e s s t h er e s u l t ss h o w e dt h a t ： ( 1 ) a r e ra d d i n gf i n e r si nt h ep r e c i p i t a t i o nd e v i c e ，p o l l u t a n t sr e m o v a le m c i e n c yo ft h e e q u i p m e n th a ds i g n m c a n ti m p m v e l i l e n t f l o wv e l o c i t yc o u l d 掣e a t l yi m p a c ts s ，t pr 锄o v a l e m c i e n c yi nf i l l e rd o s e de n h a n c e dp r e c i p i t a t i o np r o c e s s w i t ht h en o wv e l o c i t yi n c r e a s e da n d r e a c t i o nt i m ee x t e n d e d ，m ep o l l u t a j l tr 锄o v a lr a t ed e c r e a s e d a n dw i mt h ei n c r e a s eo fn o w v e l o c i t y ，o p e r a t i o nc y c l e 黟a d u a l l yb e c a m es h o r t e r u n d e rt h ee x p 嘶m e n t a lc o n d i t i o n s ，f o rt h e t r e a t m e n to ft h el o wc o n c e n t r a t i o nw a s t e w a t e r ，o p t i m a lo p e r a t i n gc o n d i t i o n sw e r e ： f l o w v e l o c i t yw a sl e s st h a n5 0 m l la n do p e m t i o n a lc y c l et i m ew a s2 0 2 4 h 青岛理工大学工学硕士学位论文 ( 2 ) p o i y e t h y l e n ec y l i n d e rf i l l e r h a dm o r ea d v 锄t a g e sc o m p a r e dw i t ht h es p h e r i c a l p 0 1 y p r o p y l e n ef i l l e ri nt h ef i l l e r d o s e de r l 王1 a n c e dp r e c i p i t a t i o np r o c e s s f l o wv e l o c i t yh a d s i g n i f i c a n ti m p a c to nt h eo p e r a t i o nc y c l ei nt w ol ( i n d sf i l l e rd o s e de n h a n c e dp r e c i p i t a t i o n p r o c e s s w i t i lt h ej e l o wv e l o c i t yi n c r e a s e d ，t h eo p e r a t i o nc y c l eb e c 锄es h o r t e ra n ds h o r t 既b u t l ep o l y e t h y l e n ec y l i n d e rf i l l e rh a db e t t e rs s ，c o da n dt pr e m o v a le m c i e n c ya n dl o n g e r r u n n i n gc y c l e ( 3 ) f i l l e rd o s e de n h a n c e dp r e c i p i t a t i o np r o c e s sc o u l dr e m o v es s a n dc o dm o r e e m c i e n t l yt h a nt h a tb yt h ep r i m a r ys e d i m e n t a t i o nt a n ko f t h es e w a g et r e a t m e n tp l a n t ( 4 ) f i l l e rp a c k i n gh e i 曲th a d as i 弘i f i c a n ti m p a c to nt h er e m o v a le m c i e n c yo f p o l l u t a n t s t h eh i 曲e rt h ef i l l e rl a y e r ，t h eb e t t e rn l ep o l l u t a n t sr e m o v a le 伍c i e i l c y t h eh e i 曲t o fp r e c i p i t a t i o nl a y e ra l s oh a da 伊e a ti n n u e n c eo nt h ef e m o v a le 伍c i e n c yo fp o l l u t a n t sa l l dt h e o p e r a t i n gc y c l e t h eh i 曲e rt h es e d i m e n t a t i o nl a y e r ，m eb e t t e rt h er e m o v a le 瓶c i e n c yo f p o l l u t a n t s i na d d i t i o n ，i n c r e a s i n go ft h eh e i g i l to fp r e c i p i t a t i o nl a y e rc o u l de x t e n do p e r a t i o n c y c l ee 腩c t i v e ly ( 5 ) a d d i n gc o a g u i a n tc o u l di n c r e a s et h ep o l l u t a l l tr e m o v a le m c i e n c yi nf i l l e rd o s e d e n h a n c e dp r e c 埘t a t i o np r o c e s s c o a g u l a n td o s a g eh a d 缪e a ti n n u e n c eo nr e m o v a le m c i e n c y o fp o l l u t a n t s w h e nt h ec o a g u l a n td o s a g ew a sl e s sm a j l3 0 m l ，t h er e m o v a le m c i e n c yo f p o l l u t a n t si n c r e a s e da l o n gw i t ht h ed o s a g ei n c r e a s ei n t h ep r e c i p i t a t i o nd e v i c e ；w h e nt h e c o a g u l a j l td o s a g ei n c r e a s e do v e r3 0 m l ，c o a g u l a n td o s a g eh a ds m a l le 艉c to nt h er e f n o v a l r a t eo fp o l l u t a n t s ，a tt h i sp o i n t ，s s ，c o d ，t pr 咖o v a lr a t e sw e r e8 0 ，6 7 a n d7 0 ， r e s p e c t i v e l y ； f o rt h ec o a g u l a t i o n+f i l l e rd o s e de d h a n c e dp r e c i p i t a t i o np r o c e s ss y s t e i t l c o n t i n u o u s l yo p e r a t e d ，a d d i n gf e r r i cc h l o r i d eh a db e t t e rp h o s p h o r u sr e m o v a le 丘e c t ，b u tt h e r u n l l i n gc y c l es h o r t e n e dt h a nt h a to ft h es i m p l ef i l l e rd o s e de r l i l a n c e dp r e c i p i t a t i o np r o c e s s a d d i n gp a c h a db e t t e rs s ，c o d ，t pr e m o v a lr a t et h a nt h a tb ys i m p l ef i l l e rd o s e de n h a n c e d p r e c i p i t a t i o np r o c e s s a d d i n gp a ch a db e t t e rc o d f e m o v a le m c i e n c yt h a na d d i n gf e r r i c c h l o r i d e ，t h er e m o v a l r a t ei n c r e a s e db ya 1 1a v e r a g eo fa b o u t5 ，a n dt h em n n i n gc y c l eh a d a l s ob e e ne x t e n d e d i nc o n c l u s i o n ，i ，a cw a sm o r es u i t a b l ec o a g u l a n tf o rt h et r e a t n l e n to f m u n i c i p a lw a s t e w a t e rb yt h ec o a g u l a t i o n + f i l l e rd o s e de n h a n c e dp r e c i p i t a t i o np m c e s s k e yw o r d s ：i i l l e rd o s e de m l a n c e dp r e c i p i t a t i o n ；m u l l i c i p a ls e w a g e ；c o a g u l a t i o n ；r e m o v a l r a t e ； f i l l e r ；o p e r a t i o nc y c l e i v 谚 麻 论文 、城镇人口较少、经济相对落 后、污水处理规模较小，同时中低浓度和超低浓度的污水大量存在，处理系统维护管理 ，j 水平较低，因此，中小城镇污水处理必须选择经济费用低、运行稳定可靠，能耗低和处 理效果好、操作维护简单的处理方式，而目前可供选择的工艺非常有限。 1 1 1 我国中小城镇水环境污染现状 近年来，随着以市场经济为导向的社会主义经济体制改革的不断深入和经济的持续 快速发展，我国的城市化进程发展迅猛。全国小城镇从1 9 7 8 年的2 1 7 8 个增加到迄今为 止的近4 8 0 0 0 多个。同时，中小城镇的水环境也受到了前所未有的严峻挑战，大量的生 活污水与工业废水不经处理直接排入水体造成了严重的水环境污染，对生态平衡和人类 健康构成威胁，成为制约小城镇经济可持续发展的瓶颈。据统计，我国9 0 以上小城镇 的水体环境均受到不同程度的污染，7 8 的城镇河段不宦用作饮用水源，5 0 的城镇地 下水受到污染，丁业较发达的城镇附近的水域污染则更加突出l i 】。同发达国家相比，我 国广大中小城镇污水处理发展起步较晚，污水处理技术相对落后。如曰本政府从 1 9 7 2 1 9 9 7 年实施了琵琶湖综合开发计划和水质保护规划。投资1 5 2 万亿日元，用于水 质保护、洪水控制和水利工程等建设，加强城市污水处理厂建设，去除有机污染物、氮 和磷等污染物。加强城镇、农村生活污水处理厂的建设，要求1 0 0 0 人以上的村镇都要 建设污水处理厂【2 j 。新加坡、美国、澳大利亚等国也投入了较大成本来处理中小城镇的 生活污水。美国平均每一万人拥有一座污水处理厂，瑞典和法国每5 0 0 0 人拥有一座污 水处理厂，英国和德国每7 0 0 0 8 0 0 0 人有一座污水处理厂。而我国在中等以一卜规模的城 市中平均每1 5 0 万人才拥有一座污水处理厂，我国的小城市和小城镇，污水处理率更低 【3 叫引。根据建设部、国家环保总局、科技部2 0 0 0 年5 月颁布的城市污水处理及防治 技术政策规定，到2 0 1 0 年，全国设市城市和建制镇的污水处理率不低于5 0 【1 7 】。因 此，在我国广大的中小城镇大力建设污水处理设施，防止水环境的进一步恶化迫在眉睫。 青岛理工大学工学硕士学位论文 1 1 2 适用于我国中小城镇的污水处理工艺 中小城镇排放的污水中，生活污水、工业废水以及农产品加工的废水占一半以上， 水中基本上不含重金属和有毒有害物质，但污水中悬浮物浓度、氮和磷的含量较高，水 质水量变化较大【1 8 ，1 9 l 。由于中小城镇经济落后，人口规模较少，污水产生量相对较小， 处理设施的维护管理困难，因此经济费用低、运行稳定可靠，能耗低和处理效果好、操 作维护简单的处理工艺在该领域更具优势。目前应用于中小城镇的污水处理工艺主要有 氧化沟工艺、s b r 、水解一好氧生物处理工艺、生物接触氧化法、曝气生物滤池、人工 湿地等二级生物处理工艺。由于这些二级生物处理工艺大多投资大、耗能高、维护管理 困难，真正在中小城镇投入使用的并不多，部分已建成的设施也由于各方面原因，难以 保证连续运行。 由于中低浓度和超低浓度的城市污水在我国很多中小城镇中大量存在旺们，如果采用 二级生物法处理这种污水不仅得不到较好的经济效益，而且由于微生物碳源不足，处理 效果也难以得到有效保证。鉴于此现状，不少排水工作者提出了巾小城镇污水处理厂建 设分期分批实施的方案，即近期内大力发展并普及投资少、运行费用低、操作简单的一 级处理或强化一级处理，以较小的投资获得较大的环境效益，当条件具备时再实施二级 处理。另外，已建成的二级污水处理厂也可以通过强化一级处理来降低后续处理的负荷， 以达到降低能耗的目的。近年来，强化一级处理技术由于其投资少、处理效果好等优点 已逐渐引起国内外水处理工程界的重视，成为新的研究热点。 1 2 城市污水强化一级处理工艺 目前我国在城市污水处理领域，主要偏重于二级生物处理的研究，而由于二级生物 处理基建费用高，能耗大，对于我国众多的经济欠发达的中小城市和城镇来说，短时间 内难以普及。据统计2 ，我国己建成的二级城市污水处理厂中就有很多因运转费用高而 不能正常运转。且即使是美国等发达国家，也有不少人对废水处理的高能耗提出异议。 很多研究学者也开展了二级污水处理厂节能降耗和降低费用的相关研究，虽然取得了一 些成果，但由于二级生物处理本身的特点，大幅度降低费用已被证明是难以实现的。而 一级处理主要是以自然沉淀为原理的初沉池的形式来实现，对污染物的去除率较低，悬 浮固体去除率一般为4 0 6 0 ，c o d 去除率为5 0 左右【2 2 】，难以有效控制水环境的持 续污染状况。在一级处理的基础上，通过增加较少的投资，采取一些强化措施形成的强 2 青岛理1 二火学工学硕上学位论文 化一级处理技术，可以大幅提高污染物的去除效率，降低去除单位污染物的费用。 国外对城市污水强化一级处理技术的研究起步较早，最初也足为了解决水环境恶化 与短时期内难以筹措到足够的资金建设二级污水处理厂的矛盾问题，这与目前国内所面 临的情况是十分相似的。在很多发达国家，尤其是西欧和北美，城市污水处理厂的发展 都经历了同样的历程，即先普及一级和强化一级处理厂，在污染的总体水平得到有效控 制、水环境质量趋于好转、且有相应资金保证以后，再逐渐将原有的一级处理厂改建或 扩建为二级或二级以上的处理厂。例如，1 9 6 0 年，在美国所有的城市污水处理厂中，一 级或强化一级处理厂占8 0 ，直到1 9 8 0 年，美国仍有大约2 3 0 0 座采用强化一级处理工 艺的污水处理厂在运行。近年来，城市污水强化一级处理技术由于其能耗低、去除效果 好等优点也已引起了国内污水处理领域的普遍关注。强化一级处理对污染物的去除效果 介于一级处理和二级处理之间。与一级处理相比，可以显著提高s s 和c o d 的去除率。 对于一些较低污染物浓度的中小城镇污水而言，可经一级强化处理后直接排放。对于短 时间内难于建成二级污水处理厂的中小城镇而言，可在近期内先采用强化一级处理技 术，可以降低投资和运行成本，待条件允许时再改建或扩建为二级污水处理厂。对于进 水污染物浓度高、成分复杂的二级污水处理厂，可以通过强化一级处理，去除难以生物 降解的有机物、重金属和无机盐等，同时降低生物处理的有机物负荷、降低能耗。 强化一级处理技术近年来研究较多的有化学法、生物絮凝法、化学生物联合絮凝及 改进反应器、电凝聚气浮法等。 1 2 1 化学强化一级处理技术( c e p t ) 化学絮凝强化法足在污水中投加混凝剂，通过絮凝沉淀的方式去除污水中的悬浮污 染物、胶体颗粒等。该工艺对悬浮固体( s s ) 的去除率可达9 0 ，对其他指标的去除率 分别可达：b o d5 0 7 0 ，c o d6 0 7 0 ，细菌8 0 9 0 ，t p8 0 9 0 ，但该技术 对于溶解性b o d 和t n 的去除率较低。 青岛理工大学工学硕士学位论文 污水 絮凝剂 i i 晰泥 出水 图l 一1 化学强化一级处理： 艺简图 f i g 1 一lt e c l l l l i c a lp r o c e s so fc h e m i c a le n h a n c e dp r i m a 叮t r e a t m 锄t 化学强化一级处理工艺流程简单( 见图1 1 ) 、基建投资少、易于操作管理、出水稳 定、处理效果好，特别是对磷的去除率高( 出水可达l m l 以下) 。该工艺的缺点是对 总氮和氨氮的去除率低，低温时出水水质变差，化学污泥量增加，脱水困难，使处理成 本增加。絮凝剂的发展对化学强化一级处理技术的研究影响较大。由于中小城镇污水排 放量大，需要投加大量的絮凝剂，同时由于化学污泥处置费用较高，导致运行成本增加。 c e p t 所投加的絮凝剂主要包括无机混凝剂、有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂等。近 年来，随着化工行业的发展，出现了很多新型高效、廉价的混凝剂，化学强化一级处理 工艺开始在国内外得到了广泛的研究和应用。王龙、张真真等研究表明，对以c o d c ，、 浊度、t p 为去除对象的小城镇污水，采用聚合氯化铝铁( p a f c ) 为混凝剂取得了较好的 处理效果，投药量为9 0 m l 时，对c o d c ，、浊度、t p 的去除率分别为6 3 7 、9 1 4 和7 2 8 【2 3 1 。许春华、高宝玉等针对山东省淄博市猪龙河和白家河城市纳污河道水质的 特点，进行了化学强化一级处理该河道废水的研究，结果表明阴离子型聚丙烯酰胺 ( a p a m ) 在最佳投加量0 3m l 时，对c o d 和s c o d 的去除率分别为4 4 6 4 和 3 3 6 7 ；聚二甲基二烯丙基氯化铵( p d m d a a c ) 在最佳投加量0 5m l 时，对c o d 和s c 0 d 的去除率分别为5 l 6 0 和2 1 6 7 ；阿种混凝剂对磷均具有较高的去除率， 为6 0 8 0 【2 4 1 。 1 2 2 生物絮凝强化一级处理技术 生物絮凝强化一级处理技术是在初沉池前设絮凝吸附池，将初沉池的污泥回流至絮 凝吸附池前端，污水与经短暂活化的回流污泥一起进入絮凝吸附池充分混合进行絮凝吸 附反应，出水进入初沉池，污染物经沉淀排泥而被去除。生物絮凝强化一级处理技术流 程见图1 2 。 4 图l 一2 生物絮凝强化一级处理工艺流程简图 f i g 1 2t e c h n i c a lp m c e 8 so f b i o n o c c u l a t i o ne i l h 觚c e dp r i m a r y t r e a t m e n t 生物絮凝强化一级处理工艺对s s 和c o d 的去除率分别可达7 0 9 0 和 6 0 7 0 ，与常规一级处理工艺相比，其处理效果提高显著，污水中的污染物被较人颗 粒的回流污泥吸附后，沉降速率增大，提高了去除效率。其去除机理既有污染物质的物 理吸附、化学吸附和生物吸附、吸收作用，又有吸附架桥、沉淀物网捕等絮凝作用及微 生物氧化作用【2 5 】。 生物絮凝强化一级处理工艺吸收了吸附再生活性污泥法的特点，利用活化污泥的高 效吸附絮凝能力，有效地去除污水中的悬浮物及胶体物质，对磷的去除效果仅次于化学 法。但是生物絮凝强化法不需投加絮凝剂，产泥量少且易于处理，不会造成二次污染。 邱维、孔凡铭等通过小试试验研究了城市污水生物絮凝吸附强化一级处理工艺去除污染 物的效能和机理。试验结果表明：在较低的溶解氧浓度( d o = o 1 o 5m g l ) 下，该工艺对 s s 、c o d 的去除效果较好；在d o = 0 2m l 、生物絮凝反应区的水力停留时间为2 1 6h 时，反应区内发生了同步硝化反硝化( s n d ) 反应，脱氮效果较好，对n h 4 + 。n 的平均去 除率为8 7 5 【2 5 1 。曾晓岚、张智等进行了生物絮凝吸附技术处理城市污水的试验研究， 结果表明，在污泥负荷为o 5 5 1 0 1k g b o d 5 l ( g m ls s d 和3 0k g c o d l ( g m ls s d 时， 对s s 、c o d 、b o d 5 、t p 和n h 4 十一n 的去除率分别达到7 5 8 0 、6 5 7 3 、6 8 7 0 、 2 0 。3 5 和9 1 3 【2 7 1 。许萍等进行了城市污水生物絮凝吸附强化一级处理技术试验研 究，结果表明，当水力停留时间为o 7 h ，污泥负荷为2 8 k g c o d k g m l s s d ，溶解氧浓 度为1 1 5 m l 时，c o d 去除率均可达6 0 ，s s 去除率可达6 5 以上【2 8 】。 1 2 3 化学生物联合絮凝强化一级处理技术 化学一生物联合絮凝强化一级处理工艺将化学强化絮凝法与生物絮凝法相结合，是 以化学强化絮凝为主，生物絮凝吸附起辅助作用的强化一级处理工艺。 化学一生物联合絮凝工艺设化学一生物絮凝吸附池和沉淀池，污水与回流污泥混合 进入絮凝吸附池，同时在絮凝池中投加混凝剂并通入空气混合。该工艺可根据实际情况 青岛理工大学工学硕士学位论文 灵活控制，使系统按三种方式运行( 化学絮凝强化一级处理工艺、化学一生物联合絮凝 强化一级处理工艺、生物联合絮凝强化一级处理工艺) ，在保证处理效果的前提下，以 达到节省药剂、减少污泥产量、降低运行成本的目的。 化学一生物联合絮凝强化一级处理工艺流程见图1 3 。 污水 出水 一污泥画流j 污泥排放 丫 图1 3 化学一生物联合絮凝强化一级处理工艺流程简图 f i g 1 3 i e c h n i c a lp r o c e s so fc h e m i c a l _ b i o l 0 9 1 c a it l o c c u i a t l o ne n h a n c e dp n m a r ) ，t r e a t m e n t 化学一生物联合絮凝强化一级处理工艺可以根据工程实际情况灵活控制，以经济有 效地去除污水中的s s 、c o d 以及磷。通过化学絮凝沉淀、生物絮凝与不完全氧化作用， 可以提高和保证s s 、c o d 、b o d 、t p 的去除效果，去除率一般为c o d6 0 8 0 、b o d 5 6 0 哆扣8 0 、s s8 0 9 0 、t p7 5 r v 9 0 、t n2 5 左右【2 9 1 。张志斌、夏四清、赵建夫等 f 3 0 】研究了化学生物絮凝工艺对溶解性有机物的去除效果及其分子质量分布的变化特征， 试验结果表明，化学生物联合絮凝工艺对溶解性有机物的去除效果优于化学强化一级工 艺，对t o c 和u v 2 6 0 的去除率分别为4 5 9 和3 8 7 ，该工艺对分子质量为2 6 k u 的 溶解性t o c 也有显著的去除效果，其对溶解性有机物的去除是通过化学和生物作用共 同实现的。 1 2 4 其他强化一级处理技术 杨毅、金奇庭等进行了电凝聚气浮强化一级处理城市生活污水的试验研究，结果表 明，电凝聚气浮对悬浮态有机物去除率在8 2 以上，溶解态有机物去除率在3 0 以上，