污水处理效果随季节变化规律的研究.doc

污水处理效果随季节变化规律的研究第25卷第3期2008年6月吉林化工学院学报J0URNALOFJIUNINSTUTE0FCHEMICALTECHN0L0GYV0】.25No.3Jun.20O8文章编号:1007-2853(2008)03.0051-05污水处理效果随季节变化规律的研究金荣虎,范广泽,金红花,金大雄(1.延边大学工学院,吉林延吉133002;2.延吉市污水处理有限公司,吉林吉林133002)摘要:通过对吉林省延吉市污水处理厂A/O法污水处理工艺一年来的运行情况进行分析研究,针对城市所处的地理环境冬季严寒漫长,夏季温热多雨的特点,分析总结工艺的运行情况,对其处理效果随季节变化规律进行初步分析研究,并对工艺运行过程中所存在的问题进行分析提出改进方案.关键词:A/O工艺;城市污水;处理效果中图分类号:X703.1文献标识码:A活性污泥法作为现今应用极为广泛的废水生物处理工艺技术,仍有许多不足之处,亟待改进,而厌氧/缺氧/好氧活性污泥法(A/0)就是改革传统活性污泥法以提高其净化能力的措施之一.由于同一污水处理工艺根据所处地理环境的污水状况,气候情况等因素不同,在实际运行过程中就可能出现不同的问题,延吉市污水处理厂采用厌氧一缺氧一好氧活性污泥法(A/0法)污水处理工艺,总设计规模为2o10Ill3/d,一期工程设计规模为1010m3/d,目前处理量为810rll/d.工程于2006年11月l8日通水调试,2007年8月5日正式投入运行,出水各项指标均达到设计出水水质的要求.1工艺流程工艺主要包括预处理系统,生物处理系统和污泥处理系统三个部分.具体流程如图1.一互一I一-一-.-.-.一-一一-一一-?-一图1工艺流程图表12007年6月2008年5月进出水质级处理效果表077月lz087月lz菁0.7.月lz0.27月lz0.8月fr-警警警警平均值进水(m#L)BOD出水(mg/L)去除率%进水(m#L)COD出水(m#L)去除率%进水(m#L)SS出水(m#L)去除率%进水(m#L)TP出水(m#L)去除率%NHT山,JIIL,“去除率%67.792.9107.8129.0160.2206.3236.8200.3380.0355.0l5.7l8.129.032.238.442.645.340.949.541.076.880.573.175.076.079.480.980.087.088.5245.6220.0163.83o9.7391.4495.8578.1452.7477.6444.073.659.858.980.690.2114.588.784.096.979.270.072.864.074.077.076.985.081.479.782.2208.1345.0257.4236.7252.0274.4387.4267.1356.0380.153.736.542.136.043.433.832.931.835.331.474.289.483.684.882.887.791.51.360.840.760.821.552.593.111.822.151.951.090.520.440.460.821.181.561.301.321.2919.647.154.449.829.038.633.834.029.328.431.532.419.421.422.618.913.418.216.516.40.446.443.742.344.176.576.381.885.482.097.0370.048.087.0330.660.381.8218.524.988.62.381.6490.12o9.636.482.6373.680.678.4289.336.587.41.761.0639.824.28.563.3收稿日期:20080530作者简介:金荣虎(1963一),男,吉林汪清人,延边大学副教授,主要从事环境工程方面的研究.19801984年在吉林化工学院环境工程系读书.52吉林化工学院学报2008矩该厂在实际运行中,采用控制污泥负荷基本稳定的原则来确定其它参数.污泥负荷0.100.15kgBOD5/(kgMLSS?d);在硝化的好氧段DO控制在2.0mg/L以上,在反硝化的缺氧段DO控制在0.5mg/L以下,在除磷厌氧段控制在0.2mg/L以下;污泥泥龄815d,污泥产率0.81.0kgSS/kgBOD5;出水指标稳定.下表统计数据摘自2007年7月至2008年5月的实际运行数据.(1)从表1数据显示表明,该套工艺具有较好的碳化,脱氮和除磷功能,出水BOD30mg/L左右,SS在30mg/L左右;CODcr<100mg/L,出水指标数值远低于设计要求,每项指标均保持75%左右的去除率.(2)根据城镇污水处理厂排放标准GB18918.2002可知,出水指标基本能够稳定达到二级标准的要求,出水TP指标也稳定在1.0mg/L左右.NHN,TP的去除率都达到4O%左右,从总体来说,处理效果比较理想.(3)工艺有较强的抗冲击负荷能力.2008年1月,进水CODcr平均578.1mg/L,SS平均387.4mg/L.CODcr,SS值均分别超过设计进水指标,但出水仍较为稳定,出水BOD平均为15mg/L,CODcr平均为84.0mg/L,SS平均为33mg/L.2处理效果的随季节的变化情况延吉市地处高纬度地带的山林盆地,故呈大陆性气候特点.春季干燥多风,夏季温热多雨,秋季凉爽少雨,冬季漫长寒冷,属中温带半湿润气候区.年平均气温5.8,极端低气温一27.9,全年无霜期146d,年平均降水量583mm,平均日照2294h,结冰日平均达175d左右.冬季寒冷时间比较长,一般是从11月的中旬开始,到下一年的3月下旬为止,冬季一般情况下,最冷的天可以达到零下3O.,近几年由于温室效应,温度略微提高,应该说122月份这三个月份,是低温的最低潮期.2.1化学需氧量(COD)变化规律的分析将表1进出水中化学需氧量(COD)以及去除率随时间变化以曲线形式表示:0C0*罟三封000l一进水(:()I)(rag/L)【j水CO1)fmL)/一,/图2进出水COD随时间变化曲线图3COD去除率%随时间变化曲线由以上数据及图2,3可以看出,进出水的化学需氧量(COD)值及其去除效果随着时间呈现出一定的变化规律,具体如下:(1)原水的COD值.原水中的COD值随着气温的降低而增大;即在秋冬季节较大,春夏季节较小.而且最大值出现在延吉市气温最低的1月份,这与实际情况事项是符合的;(2)出水的COD值.出水的COD值随季节变化不大,但也有少许变化,即随原水COD的变化有着相同的变化.这说明了延吉市污水处理厂的工艺对COD的处理效果比较稳定,虽然进水浓度有很大变化,但基本能维持所要求的出水效果.(3)COD去除率.从图3可以看出,其去除率的变化情况与原水中COD的变化是一致的,且总维持在80%左右.这说明了该工艺对COD具有较好的处理效果,当原水浓度变化时能保证一定的处理效果,从而达到所要求的出水效果.2.2悬浮物(SS)变化规律的分析同样将表1中进出水中悬浮物(SS)以及其去除率随时间变化以曲线形式表出,进行分析:摹90E三全-75一一70L一潞一图4SS去除率随时间变化曲线第3期金荣虎,等:污水处理效果随季节变化规律的研究图5进出水SS随时间变化曲线由图4可以看出,进出水的悬浮物浓度(SS)值及其去除效果随着时间呈现出一定的变化规律,具体如下:(1)进水的SS.虽然进水的SS变化不大,基本在300mg/L左右,但也存在着起伏变化.由分析图4中可以看出,曲线中出现了几个峰值,这是因为降水所导致的结果,因为这几个月正好是延吉市降水所集中的月份,由于降水将大量泥土等物质冲入水道,从而使得SS变大.(2)出水的SS.同样在分析图5中可以看到,出水的SS基本不变,维持在36mg/L左右.这进一度说明了延吉市污水处理厂的工艺对SS处理效果比较稳定,虽然进水浓度有很大变化,但基本能维持所要求的出水效果.(3)去除率.在去除率方面具有与COD去除率相同的变化规律,即随着进水浓度的增大(或减小)去除率也增大(或减小),这也说明了处理系统的稳定性.2.3总磷(TP)变化规律的分析同样将表1中进出水中总磷(TP)及其去除率随时间变化以曲线形式表示,进行分析:3.50j星艇篮6O50403020100图6进出水TP随时间变化曲线图7TP去除率%随时间变化曲线由以上图6,7可以看出,进出水的总磷(TP)值以及其去除效果随着时间呈现出一定的变化规律,具体如下:(1)进水的,IP.由以上图表可以看出,进水的,IP在夏,冬两季中较大,春,秋两季较小,这是因为夏季含磷较多的洗涤剂等使用量增多,而冬季降水量较少,故其浓度也较大;而春秋两季降水及洗涤剂的使用量均一般,故其,IP的浓度也就较低.(2)出水的TP.由分析图6可知,出水的TP的变化与进水的TP的变化规律一致,TP<1.5mg/L.这一方面说明了系统可以达到要求的处理效果,同时也说明了工艺对磷的去除效果不像前面COD,SS的去除效果那样好,不能稳定在某一数值.(3)去除率.由分析图7可以看出,系统对磷的去除率在4o%左右,基本达到处理要求,但其变化规律不太明显.2.4氨氮(NH一N)变化规律的分析同样将表1中进出水中总磷(TP)及其去除率随时间变化以曲线形式表示,进行分析:静粕酶0o806040200图8进出水氨氮值随时间变化曲线由以上图8,9可以看出,进出水的氨氮(NH一N)值及其去除效果随着时间呈现出一定的变化规律,具体如下:首先,可以看出进出水的氨氮值具有一致的变化规律,这说明系统对氨氮的去除效果一般,不能使出水的氨氮值保持在一定值.吉林化工学院学报2008在其次,由分析图9可以看处,系统对氨氮去除效果的变化规律正好与进水的氨氮的浓度相反,即当进水氨氮的浓度增大时,处理效果较低,而当进水浓度较小时处理效果又较好,这也进一步说明了系统的出氮效果一般,这也是以后系统有待于改进的地方.2.5讨论通过以上的分析可以得出,季节变化的变化首先导致进水水质发生变化,也引起了水温等一系列工艺运行中需要控制的因素的改变,从而对处理效果带来一定的影响.(1)对原水中COD来说,季节变化使得其浓度呈现出冬浓夏淡的特点,而且也引起了水温,溶解氧等一系列因素的改变.这种变化在冬季尤为严重,一方面漫长严寒的冬季COD浓度较大,另一方面寒冬使得污水水温较低,一般低于l0(正常水处理条件利用的是中温菌,在l535有较好的活性,当水温低于l0时,中温菌活性降低或死亡,但污水生物处理依然有一定的去除效果,其主要的功劳在于自然形成的耐低温菌,耐低温菌在010oC内有较好的活性,只是由于自然形成,在量与质上并未形成优势群体J.),这对工艺的正常运行提出了很高的要求.要达到所要求的处理效果必须采取相应的措施.通常所采用的方法是,增大污泥的回流量,增长污水停留时间,适当的调节曝气量等措施让耐低温菌尽可能代谢污染物J.(2)对原水中的SS来说,季节变化伴随着降水的变化,因为国内城市大多采用截留式合流制污水管道系统,这种管道系统雨季的SS超过旱流的200%J.因此,由于雨季给A/O工艺的正常运行带来很大不便,影响其处理效果.在这种情况下,就要相应加大污水一级处理的强度,同时相应增加污水的停留时间.(3)对总磷和氮来说,季节变化首先使得它们的浓度发生变化,同时也引起了水温等因素的变化.在工艺对它们进行取出的过程中,水温的变化对磷的去除没什么影响,因为聚磷菌有高,中,低温三种,其中低温菌又有专性和兼性的,当水温低于l0时,低温兼性菌占优势,其增殖速度受温度影响很小;而脱氮的最适宜温度是2038,当水温低于l5时,反硝化菌的生长速度明显下降,水温低于3oC时反硝化菌的生长基本停止.这种影响在分析图5和7中可以看出,在冬天磷的去除效果比较不错,而氮的去除效果比较差,这也是这种工艺的弊端.不能同时达到好的脱氮除磷效果的问题不仅在冬季存在,而是在工艺运行中一直存在的问题.这就要求在操作中要控制好各段的溶解氧量,以及回流量.3工艺改进的设想针对工艺运行中脱氮除磷效果差的问题,可以对工艺作如下改进.(1)减小原A/0法中好氧池的体积,缩短该段运行的泥龄,提高系统的污泥负荷,使悬浮生长的污泥中硝化菌的数量尽可能地减少,从而保证系统的除磷效率,提高系统的反硝化速率.(2)增设一个二级好氧池,在该池中采用生物膜法使硝化菌附着生长.通过采用膜法硝化,提高系统的硝化效率与硝化速率.硝化反应后的大部分出水回流至缺氧池中进行反硝化.(3)将原A/0法中的二沉池改为中沉池,以对初级好氧池的混合液进行固液分离.沉淀污泥回流至厌氧池,剩余污泥经后续处理再进行处置.(4)增设一个位于二级好氧池后的沉淀池,使二级好氧池出水与腐化污泥分离,同时保证回流混合液中不携带硝化菌.如此改进之后,可明显地提高系统的脱氮除磷和对有机物的降解速率;克服了由于进水碳源缺乏而造成的脱氮除磷效率的降低;克服了原A/0法中仅有部分污泥参与除磷的缺点,可在一定程度上提高系统的除磷能力.改进图如图9所示:硝化液回流图10工艺改进图4结论通过对延吉市A/0污水处理工艺近一年运行情况进行分析,得出了一些污水处理效果随季节的变化规律,也对工艺作出了一定的改进,但由第3期金荣虎,等:污水处理效果随季节变化规律的研究于延吉市污水处理厂投人生产还不到一年,对于工厂的技术人员和操作人员来说,需要不断摸索,总结和积累经验.尤其工程刚运行的前几个月的各项数据都不太稳定,测试结果误差较大,因此,研究其规律时就不能把这些数据作为主要的参考依据.今后,将继续对其运行情况进行分析和研究,摸索出最佳的工艺条件和工艺路线.参考文献1GB18918-2002,城镇污水厂污染物控制标准s.Studyontheseasonalvariation2MORITARY.PsychrophilicbacteriaJ.Bact-erialRew,1975,39(1):146167.3MARGESINR,SCHINNERF.Propertiesofcold.a.doptedmicroorganismsandtheirpotentialroleinbio-techrwlogyJ.JBivtechnol,1994,33(1):114.4陶俊杰,于军亭,陈振选.城市污水处理技术及工况实例M.北京:化学工业出版社,2005.5李勇,吕炳南,黄勇.改进A2/0法的设想J.中国给水排水,2001,(8):2530.1awofthesewagetreatmenteffectJINRong-hu,FANGuang-ze,JINHong-hua,JINDa.xiong2(1.CollegeofTechnologyandEngineering,YanbianUniversity,Yanji133002,China;2.YangjiSewageTreatmentCompany,Yanji133002,China)Abstract:Thetraditionalactivatedsludgeprocess,oneof