摘　要:為改善城區(qū)水環(huán)境質(zhì)量,六安市建造了第一座污水處理廠——城北污水處理廠,它采用改良型Carrousel氧化溝工藝。結(jié)合工程實(shí)例,闡述了改良型Carrousel氧化溝技術(shù)原理、工程特點(diǎn)及工藝流程,分析了該技術(shù)在六安市城區(qū)試運(yùn)行效果及其產(chǎn)生的效益。實(shí)踐表明:六安市城區(qū)污水經(jīng)改良型Carrousel氧化溝技術(shù)處理后,主要污染物CODcr、BOD5、SS及NH3-N平均去除率分別為78.4%、83.3%、84.5%、58.4%,出水達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),工藝運(yùn)行較穩(wěn)定,處理效果良好,具有顯著的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞:Carrousel氧化溝技術(shù);污水處理;脫氮除磷

據(jù)分析,生活污水中含有大量的N、P、SS、BOD、COD等污染物[1],對(duì)城市流域環(huán)境危害極大。目前六安市城區(qū)每天約產(chǎn)生6萬(wàn)噸的生活污水,絕大多數(shù)生活污水未經(jīng)處理便直接排入淠河,同時(shí)城區(qū)還產(chǎn)生大量的工業(yè)廢水,僅2004年城區(qū)污水排放總量就高達(dá)4500萬(wàn)噸。城區(qū)污水對(duì)六安市淠河流域水環(huán)境影響非常突出,因此加強(qiáng)城區(qū)污水的處理已迫在眉睫。2005年以來(lái),城區(qū)部分污水經(jīng)改良型Carrousel氧化溝技術(shù)進(jìn)行集中處理,不僅污水得到了凈化,使城區(qū)水環(huán)境大為改觀,而且對(duì)淠河乃至淮河的水污染治理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1　改良型Carrousel氧化溝處理系統(tǒng)

1.1　工程概況

六安市城北污水處理廠位于市區(qū)北端,順應(yīng)城區(qū)東南高西北低的地勢(shì)而建。設(shè)計(jì)近期規(guī)模80000m3/d,采用改良型Carrousel氧化溝工藝。其設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)為:CODcr=370mg/L,BOD5=180mg/L,SS=210mg/L,NH3-N=35mg/L,處理后的污水排至蘇大雁流入淠河,最終匯入淮河。污水處理廠污水排放執(zhí)行國(guó)家二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),即:CODcr≤100mg/L,BOD5≤30mg/L,SS≤30mg/L,NH3-N≤30mg/L(水溫≤12℃時(shí)),NH3-N≤25mg/L(水溫>12℃時(shí))。

1.2　技術(shù)原理與工程特點(diǎn)

1.2.1　技術(shù)原理　

氧化溝技術(shù)是20世紀(jì)中葉發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)污水處理技術(shù)[2],由于其自身的優(yōu)勢(shì),已逐漸成為污水處理廠的技術(shù)主流。經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展和工藝改進(jìn),目前在我國(guó)污水處理工程中應(yīng)用技術(shù)相對(duì)成熟、處理效果較好的氧化溝主要有卡魯塞爾型、奧貝爾型、一體化氧化溝、T型及DE型氧化溝五種[3]。1967年,DHV公司發(fā)明了第一代Carrousel氧化溝系統(tǒng),實(shí)踐證明,Carrousel氧化溝技術(shù)是二級(jí)污水處理技術(shù)中最可靠的技術(shù)之一[4]46。六安市氧化溝技術(shù)采用改良型Carrousel工藝。在厭氧池中,污水在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下,將部分大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化成小分子的揮發(fā)性脂肪酸(VFA),聚磷菌吸收這些小分子有機(jī)物合成聚B-羥基丁酸(PHB)并將體內(nèi)存貯的聚磷酸鹽以PO3-4-P的形式釋放出來(lái)。在氧化溝中,好氧、缺氧交替出現(xiàn),具有硝化、生物除磷和反硝化條件。在缺氧區(qū),反硝化菌通過(guò)反硝化作用,將NO3-N、NO2-N轉(zhuǎn)化成N2逸出;同時(shí)一部分聚磷菌分解細(xì)胞內(nèi)的PHB,產(chǎn)生的能量進(jìn)行磷的吸收和聚磷的合成,從而達(dá)到脫氮和部分脫碳除磷的目的。在好氧區(qū),硝化細(xì)菌通過(guò)生物硝化作用將水中的NH3-N及有機(jī)氮氨化合成的氨氮,轉(zhuǎn)化成硝酸鹽,同時(shí)降解大部分的BOD;聚磷菌將污水中的溶解性磷超量吸收至體內(nèi),以聚磷酸鹽的形式貯存起來(lái),最后隨污泥而排放,從而達(dá)到除磷的目的[4-6]47。廢水和活性污泥以及各種微生物在溝渠中作不停地循環(huán)流動(dòng),完成對(duì)廢水的氧化、硝化與反硝化處理。

1.2.2　工程特點(diǎn)　

該污水處理工程采用改良型的Carrousel氧化溝工藝,具有以下特點(diǎn):①由于具備厭氧——缺氧——好氧條件,因此它不僅具有降低CODcr、BOD5、SS功能外,還具有脫氮除磷功能;②在氧化溝中含大量的循環(huán)混合液,使進(jìn)水達(dá)到快速混合稀釋,對(duì)污水的水質(zhì)水量具有較強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力,出水水質(zhì)較穩(wěn)定;③氧化溝不需專(zhuān)門(mén)設(shè)置一套內(nèi)循環(huán)反硝化系統(tǒng),它自身的循環(huán)混合液量可滿(mǎn)足反硝化的需要,降低了能耗和運(yùn)行費(fèi)用;④氧化溝法泥齡較長(zhǎng),剩余污泥泥量少且穩(wěn)定。

1.3　工藝流程

污水首先經(jīng)過(guò)粗細(xì)格柵去除懸浮物后流入沉砂池,沉砂池采用圓型旋轉(zhuǎn)流式,用于除去污水中比重較大的無(wú)機(jī)顆粒。經(jīng)預(yù)處理的污水進(jìn)入?yún)捬醭?與從二沉池返回的生化污泥混合,此階段溶解氧和氧化態(tài)氮均接近零,除磷菌體將體內(nèi)的聚磷酸鹽水解,釋放出正磷酸鹽和能量,有利于下一步充分吸磷。污水經(jīng)厭氧池后流入氧化溝,利用微生物菌群降低和去除污水中的污染物質(zhì)(見(jiàn)圖1)。本氧化溝2座,總?cè)莘e51300m3,水力停留時(shí)間15.4h。由于氧化溝容積大,運(yùn)行水力停留時(shí)間長(zhǎng),對(duì)水溫、水質(zhì)、水量的變動(dòng)有較強(qiáng)的適應(yīng)性[7]。二沉池采用中心進(jìn)水、周邊出水的輻流式沉淀池,主要對(duì)生化處理后的混合液進(jìn)行固液分離。污泥泵房主要將活性污泥回流至生化處理系統(tǒng),維持生化系統(tǒng)濃度,保證其生化反應(yīng)能力,并將剩余污泥提升至污泥濃縮水間。本工藝采用濃縮——脫水處理工藝降低污泥含水率。首先采用轉(zhuǎn)篩過(guò)濾器污泥濃縮機(jī)進(jìn)行濃縮脫水,然后采用臥螺式離心脫水機(jī)進(jìn)一步脫水,這樣,大大降低污泥含水率和減少污泥體積,便于污泥外運(yùn)。

2　運(yùn)行效果分析

該污水處理廠自2005年進(jìn)入試運(yùn)行階段以來(lái),對(duì)污水中各污染物有著良好地去除作用,工程經(jīng)調(diào)試后,8～9月市環(huán)境保護(hù)局進(jìn)行隨機(jī)水質(zhì)監(jiān)測(cè)(見(jiàn)表1)。由于“十五”期間,六安市城區(qū)水域主要為有機(jī)類(lèi)、三氮類(lèi)污染,因此選CODcr、BOD5、SS和NH3-N為主要污染物,對(duì)其去除效果進(jìn)行分析(見(jiàn)圖2～圖3)。

由圖2和圖3可知,進(jìn)水CODcr濃度為249～362mg/L,經(jīng)過(guò)改良型Carrousel氧化溝工藝處理后,可降解至70mg/L以下,平均去除率為78.4%;進(jìn)水BOD5濃度為150～191mg/L,經(jīng)處理后,可降解至30mg/L以下,平均去除率為83.3%;進(jìn)水NH3-N濃度為43.5～70mg/L,經(jīng)處理后,出水在25mg/L以下,平均去除率為58.4%;進(jìn)水SS濃度為159～210mg/L,經(jīng)處理后,出水在40.3mg/L以下,平均去除率為84.5%。由此可見(jiàn),污水廠進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大,出水水質(zhì)比較穩(wěn)定。污水廠出水水質(zhì)基本達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),對(duì)CODcr、BOD5、SS和NH3-N都有著良好的去除效果,但仍需進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化控制的相關(guān)研究,提高處理效果。

3　效益分析

3.1　環(huán)境效益與社會(huì)效益

污水處理工程建設(shè)對(duì)于改善城市生態(tài)環(huán)境,保障人民身體健康具有極其重要意義,其環(huán)境效益將日益明顯。六安市城區(qū)污水通過(guò)該處理廠處理
后,各種污染物負(fù)荷大幅度降低,其中CODcr消減7300t/a,BOD5消減4380t/a,SS消減5256t/a,NH3-N消減292t/a,由于削減了大量的污染物質(zhì),可有效地改善淠河乃至淮河流域的水環(huán)境質(zhì)量。污水廠的出水作為農(nóng)灌和部分工業(yè)用水,可有效地節(jié)約水資源,并且可改善六安市城市的投資環(huán)境,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益同步發(fā)展,促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。

3.2　經(jīng)濟(jì)效益

六安城北污水處理工程能產(chǎn)生一定的直接經(jīng)濟(jì)效益和間接經(jīng)濟(jì)效益。其表現(xiàn)如下:①污水處理廠的出水可用于農(nóng)業(yè)灌溉,污泥中含有豐富的氮磷鉀等肥份,經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理后,污泥可作高效的農(nóng)肥,泥餅并可作養(yǎng)魚(yú)的飼料;②使水源免受污染,降低給水處理費(fèi)用和基建費(fèi)用;③使水質(zhì)改善,避免水產(chǎn)品、畜產(chǎn)品、糧食作物減產(chǎn),保證農(nóng)牧漁業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展;④提高工業(yè)用水水質(zhì),并可減少企業(yè)污水處理費(fèi)用,減輕企業(yè)負(fù)擔(dān),為企業(yè)擴(kuò)大再生產(chǎn)創(chuàng)造條件。

4　結(jié)論

(1)通過(guò)試運(yùn)行期間水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果可得出:六安市城區(qū)污水經(jīng)改良型Carrousel氧化溝技術(shù)處理后,CODcr平均去除率約為78.4%,BOD5約為83.3%,SS約84.5%,NH3-N約為58.4%。出水達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠國(guó)家二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn),工藝運(yùn)行較穩(wěn)定,處理效果良好,但仍需進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化控制的相關(guān)研究與改進(jìn),提高處理效果。

(2)六安城區(qū)污水經(jīng)城北污水處理廠處理后,可產(chǎn)生顯著的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

(3)由于目前六安市排水管網(wǎng)不健全,且多為雨污合流,城北污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)不穩(wěn)定,日處理量?jī)H為4萬(wàn)噸,尚未能滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行而發(fā)揮更大的作用。

參考文獻(xiàn):
[1]　牛春榮.東營(yíng)市城市生活污水處理系統(tǒng)的研究[J].西南民族大學(xué)學(xué)報(bào),2003,29(6):80-83.
[2]　岳昕.居住小區(qū)生活污水處理的工程實(shí)踐[J].生態(tài)科學(xué),2003(5):168-170.
[3]　苗洪波.幾種氧化溝工藝的比較分析[J].四川化工,2004(6):42-45.
[4]　陳學(xué)群.Carrousel氧化溝技術(shù)發(fā)展研究[J].煤礦環(huán)境保護(hù).2002(4):46-49.
[5]　趙書(shū)華.改良型Carrousel2000氧化溝工藝的優(yōu)化控制[J].江蘇環(huán)境科技,2004(3):15-16.
[6]　劉長(zhǎng)榮.Carrousel氧化溝的脫氮除磷工藝設(shè)計(jì)[J].中國(guó)給水排水,2002(1):67-69.
[7]　田雅瓊.礦區(qū)生活污水采用氧化溝處理技術(shù)的實(shí)踐
[J]    煤炭工程,2003(8):18-19.

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”