水解酸化接觸氧化砂濾工藝處理療養(yǎng)院污水

1、水解酸化/接觸氧化/砂濾工藝處理療養(yǎng)院污水1基礎(chǔ)資料1.1原水水質(zhì)及水量上海鐵路局廈門療養(yǎng)院占地面積約5×104m2，總建筑面積1×104m2，產(chǎn)生的污水主要為生活污水(來源于宿舍樓、食堂、浴池等)，水量為150m3/d，其水質(zhì)指標(biāo)見表1(由廈門市環(huán)境監(jiān)測中心提供)。表1廈門療養(yǎng)院原水水質(zhì)項目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH原水水質(zhì)2651302207.07.521.2排放標(biāo)準(zhǔn)及回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)療養(yǎng)院污水經(jīng)處理后其水質(zhì)須同時滿足廈門市水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(FDH/HJ231489)的一級標(biāo)準(zhǔn)要求(見表2)和鐵路回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(TB/T30072000)的

2、要求(見表3)。表2廈門市水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)項目COD(mg/L)BOD5(mg/L)SS(mg/L)pH排放標(biāo)準(zhǔn)100307069表3回用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)項目COD(mg/L)SS(mg/L)總大腸菌群(個/L)pH管網(wǎng)末端游離余氯(mg/L)回用標(biāo)準(zhǔn)5020186.59.00.32工藝流程及處理效果2.1工藝流程療養(yǎng)院污水處理工程采用水解酸化接觸氧化砂濾工藝，其工藝流程見圖1。該工程的特點(diǎn)是整個污水處理構(gòu)筑物設(shè)在一個集調(diào)節(jié)池、水解酸化池、接觸氧化池、沉淀池、消毒池為一體的組合池內(nèi)，減少了工程數(shù)量和占地面積。同時以射流曝氣替代鼓風(fēng)機(jī)曝氣，降低了造價及噪聲。組合池系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，延長了使用壽命。污水

3、先經(jīng)格柵去除水中粒徑較大的雜物后用泵提升進(jìn)入調(diào)節(jié)池，考慮到療養(yǎng)院在夏季旅游高峰期有機(jī)物濃度較高(COD400mg/L)，故在接觸氧化池前設(shè)置了水解酸化池。經(jīng)水解接觸氧化工藝處理后的水再經(jīng)石英砂過濾及二氧化氯消毒后進(jìn)入回用水貯水池(有效容積為120m3)，回用水用多級泵提升至院內(nèi)最高樓層頂部的回用水箱以用于沖洗廁所、澆灌綠地。該療養(yǎng)院既有的沖廁管道是獨(dú)立系統(tǒng)，故回用水可以在自來水?dāng)嚅_后直接接入。2.2出水水質(zhì)該污水處理工程自2000年初投入運(yùn)行以來十分穩(wěn)定、處理效果良好，對BOD5、COD、SS的總?cè)コ史謩e為87%、88%、93%，其出水的平均值分別為16、35、10mg/L。處理出水經(jīng)二氧

4、化氯消毒后，管網(wǎng)末端的游離余氯均保持在0.3mg/L以上，滿足了鐵路回用水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求。3效益分析3.1投資與處理成本3.1.1工程投資該工程的總投資為110萬元，其中土建費(fèi)為45萬元，設(shè)備、設(shè)計及調(diào)試等其他費(fèi)用為65萬元。3.1.2處理成本處理費(fèi)用主要包括動力費(fèi)、藥劑費(fèi)、人工費(fèi)和定期清理泥渣費(fèi)用。動力費(fèi)。療養(yǎng)院所在地的電費(fèi)為0.60元/(kW·h)，設(shè)備的常用功率為16.13kW，因此電費(fèi)為0.52元/m3。藥品費(fèi)。此工程所用的二氧化氯是用二氧化氯發(fā)生器(以氯酸鈉和鹽酸為原料)制取的， 藥劑費(fèi)為0.10元/m3。人工費(fèi)。該污水處理站的日常操作在白天進(jìn)行(按8h工作計)，人員編制為

5、1.5人(兼職人員1人)，如工資按1200元/(人·月)計則人工費(fèi)為1.5×1200/(30×150)=0.40元/m3。定期清理泥渣費(fèi)。如清除泥渣1次/月，且清理費(fèi)為400元/次，則清渣費(fèi)為400/(150×30)=0.09元/m3。綜上分析則總處理費(fèi)為0.52+0.10+0.40+0.09=1.11元/m3。3.2效益分析污水處理設(shè)施的建成并投入運(yùn)行不僅減少了自來水的使用量及污水排放量，而且使每年的污染物排放量明顯減少，其處理出水完全滿足回用要求。污水處理站直接運(yùn)營支出費(fèi)用約為4995元/月，其正常運(yùn)行后可處理污水150m3/d(可回用)，如水價按2

6、.5元/m3計，若全部利用則可減少水費(fèi)開支約11250元/月，節(jié)支相抵還盈余6255元/月。即使僅回用處理水量的45%，其節(jié)約的水費(fèi)開支也可補(bǔ)償運(yùn)營成本支出。此外，污水處理達(dá)標(biāo)后可免除環(huán)保部門的超標(biāo)排污費(fèi)，又節(jié)約了一筆可觀的開支。綜上所述，污水處理設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)行不僅具有良好的環(huán)境和社會效益，還有一定的經(jīng)濟(jì)效益。4結(jié)語鐵路的許多附屬部門因位置偏遠(yuǎn)而與市政管網(wǎng)銜接不上，故減少甚至消除其自身的污染問題對所在地的環(huán)境保護(hù)具有重要意義。上海鐵路局廈門療養(yǎng)院采用水解酸化、接觸氧化、砂濾工藝處理其污水，該工藝處理效果好，處理出水再經(jīng)二氧化氯消毒后可用于沖洗廁所、園林綠化，且占地少、運(yùn)行管理方便，非常適合在

7、中、小型生活污水處理工程中推廣應(yīng)用。水解酸化-曝氣生物濾池處理小城鎮(zhèn)污水    中小城鎮(zhèn)污水主要為生活污水和以有機(jī)廢水為主的工業(yè)廢水的混合污水，其水量較小，一般不超過5萬m3/d，但是水質(zhì)和水量波動較大。由于資金和技術(shù)、管理水平等多方面的原因，決定了在城鎮(zhèn)污水處理廠必須經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能和操作簡便。目前國內(nèi)很多中小城鎮(zhèn)仍采用明渠排水，尤其是南方地區(qū)，大量雨水流入和地下水滲入，加之城鎮(zhèn)生活水平不高等原因決定了污水中有機(jī)物濃度較低。因此，必須結(jié)合當(dāng)?shù)匚鬯乃?、水質(zhì)以及溫度、氣候、氣象、地理、經(jīng)濟(jì)等實(shí)際情況選擇適宜的處理工藝。本文重點(diǎn)論述了水解酸化上向流曝氣生

8、物濾池工藝處理某城鎮(zhèn)污水工程的系統(tǒng)設(shè)計、設(shè)備選型、運(yùn)行情況初步分析等。1  設(shè)計參數(shù)與污水處理工藝流程確定    南方某縣級市污水處理廠設(shè)計水量Q=5000m3/d，設(shè)計最低溫度12，最高水溫25，出水執(zhí)行GB18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級B標(biāo)準(zhǔn)。具體進(jìn)出水水質(zhì)參數(shù)如下表：表1                     

9、0;                            單位：mg/L名 稱CODcrBOD5SSNH3-NTNTp進(jìn) 水25015015030404出 水6020208201.5工藝流程如圖1所示：  圖1 工藝流程圖2  工藝介紹（1）格柵井    格

10、柵井內(nèi)采用1臺機(jī)械細(xì)格柵，寬600mm，間隙5mm。主要用于攔截污水中較大的固體漂浮物和懸浮物，以防止其在調(diào)節(jié)池中積聚沉淀和堵塞水泵及管道，保證后續(xù)處理工藝正常運(yùn)行。柵渣每天人工清理外運(yùn)。（2）調(diào)節(jié)池    由于中小城鎮(zhèn)來自各時段的污水水量不均勻且波動性較大，故設(shè)一調(diào)節(jié)池來緩沖水量，均勻水質(zhì)，以避免沖擊負(fù)荷對生化處理的影響。    調(diào)節(jié)池采用全地下式，設(shè)計停留時間為6h，有效容積為1250m3，工藝尺寸為：21 m×12 m×5.5m（超高0.5m）。池內(nèi)設(shè)潛水防堵污水泵3臺（2用1備），Q=1

11、10m3/h，H=13m，將調(diào)節(jié)池內(nèi)污水提升至水解酸化池；同時設(shè)置GQT040×480（功率4.0kw）高速推流器一臺，起攪拌混合作用，防止污水中懸浮物沉積在池底。（3）水解酸化池    水解酸化工藝屬于升流式厭氧污泥床反應(yīng)器技術(shù)范疇。水解池內(nèi)分污泥床區(qū)和清水層區(qū)，待處理污水以及濾池反沖洗時脫落的剩余微生物膜由反應(yīng)器底部進(jìn)入池內(nèi)，并通過帶反射板的布水器與污泥床快速而均勻地混合。污泥床較厚，類似于過濾層，從而將進(jìn)水中的顆粒物質(zhì)與膠體物質(zhì)迅速截留和吸附。由于污泥床內(nèi)含有高濃度的兼性微生物，在池內(nèi)缺氧條件下，被截留下來的有機(jī)物質(zhì)在大量水解產(chǎn)酸菌作用下

12、，將不溶性有機(jī)物水解為溶解性物質(zhì)，將大分子、難于生物降解的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為易于生物降解的物質(zhì)；同時，生物濾池反沖洗時排出的剩余污泥（剩余微生物膜）菌體外多糖粘質(zhì)層發(fā)生水解，使細(xì)胞壁打開，污泥液態(tài)化，重新回到污水處理系統(tǒng)中被好氧菌代謝，達(dá)到剩余污泥減容化的目的。由于水解酸化的污泥齡較長（一般1520天），所以在本設(shè)計中，采用水解酸化池代替常規(guī)的初沉池，除達(dá)到截留污水中懸浮物的目的外，還具有部分生化處理和污泥減容穩(wěn)定的功能。    水解酸化池設(shè)計停留時間為3.6h，有效容積為750m3，共分2格，每格工藝尺寸為：13 m×5.5 m×5.6m（

13、超高0.35m）。中間管廊工藝尺寸為：13 m×2.0 m×5.6m。水解酸化池泥層高2.5m。排泥位置主要位于泥層上部，池底設(shè)有排砂設(shè)施，泥齡一般18天左右，設(shè)計污泥混合區(qū)濃度20g/L，泥區(qū)總體積約為320m3，每天產(chǎn)干泥量約0.25噸。（4）DC曝氣生物濾池    第一段DC曝氣生物濾池以去除污水中碳化有機(jī)物為主，在該段濾池中，優(yōu)勢生長異養(yǎng)菌，沿濾池高度方向從底部進(jìn)水端到出水端有機(jī)物濃度梯度處于遞減，其降解速率也呈遞減趨勢。在進(jìn)口端由于有機(jī)物濃度較高，異養(yǎng)微生物處于對數(shù)增殖期，微生物濃度很高，BOD負(fù)荷率也較高，有機(jī)物降解速率很

14、快，而此時自養(yǎng)菌處于抑制狀態(tài)；隨著降解的進(jìn)行，在濾池中有機(jī)物濃度沿水流自下向上不斷降低，異養(yǎng)微生物處于減速增殖期，微生物膜增長緩慢，而自養(yǎng)微生物處于增殖工程，DC曝氣生物濾池最終出水中的有機(jī)物已處于較低水平。    本設(shè)計采用的UBAF濾池最大特點(diǎn)是氣、水為同向上向流態(tài)，使用一種新型的類球形輕質(zhì)陶粒填料，在其表面及內(nèi)腔空間生長有微生物膜，污水由下向上流經(jīng)濾料層時，微生物膜在濾料層下部提供曝氣供氧的條件下，使廢水中的有機(jī)物得到好氧降解，并將污水中的部分氨氮進(jìn)行硝化。它定期利用處理后的出水對濾池進(jìn)行反沖洗，排除濾料表面增殖的老化微生物膜，以保證微生物的活性。

15、    DC曝氣生物濾池有效容積為252m3，共分2格，每格工藝尺寸為：4.7m×4.7m×6.2m（超高0.5m）。填料為輕質(zhì)球型陶粒，濾料總體積為132m3(粒徑36mm) 。濾料厚3.0m，填料層停留時間19min，容積負(fù)荷3.0kgBOD5/m3濾料·d，空塔濾速v=4.7m/h。單格供氧量31kgO2/h，氣水比3.3：1。反沖洗形式為氣洗、氣水聯(lián)合、水漂洗，反沖洗周期取24h，設(shè)計反沖洗水速15m/h，反沖洗氣速50m/h。    濾池配水共通過約48塊濾池專用濾板(980

16、×980×100mm)和1591個濾池專用長柄濾頭(濾頭契型縫隙2.5mm，濾頭長度390mm)。出水采用2套柵型穩(wěn)流器、單堰出水。反沖洗方式排泥。采用穿孔管曝氣。（5）N曝氣生物濾池    第二段N曝氣生物濾池主要對污水中的氨氮進(jìn)行硝化，在該段濾池中，由于有機(jī)物濃度較低，異養(yǎng)微生物較少，優(yōu)勢菌種為自養(yǎng)型硝化菌，可將污水中的氨氮氧化成硝酸氮或亞硝酸氮。    N曝氣生物濾池有效容積為295m3，共分2格，每格工藝尺寸為：5.0m×5.0m×6.2m（超高0.3m）。濾料總體積

17、為174m3(粒徑36mm) 。濾料厚3.4m，填料層停留時間25min，容積負(fù)荷0.45kgNH3-N/m3濾料·d，空塔濾速v=4.17m/h。單格供氧量21kgO2/h，氣水比2.2：1。反沖洗形式為氣洗、氣水聯(lián)合、水漂洗，反沖洗周期取3648h。    濾池配水共通過約52塊濾池專用濾板和1820個濾池專用長柄濾頭。出水采用2套柵型穩(wěn)流器、單堰出水。反沖洗方式排泥，穿孔管曝氣。（6）DN生物濾池    第三段DN生物濾池主要用來進(jìn)行反硝化反應(yīng)，以滿足出水對TN的要求。同時可根據(jù)當(dāng)排放標(biāo)準(zhǔn)要求TP0

18、.5mg/l時，在該級濾池的進(jìn)水口投加鐵鹽進(jìn)行化學(xué)除磷。采用后置反硝化濾池需外加碳源，如甲醇等。    DN生物濾池有效容積為102m3，設(shè)計1座，工藝尺寸為：4.6m×4.6m×5.1m（超高0.3m）。濾料總體積為53m3(粒徑36mm) 。濾料厚2.5m，填料層停留時間8min，容積負(fù)荷2.0kgNO3-N/m3濾料·d，空塔濾速v=9.8m/h。反沖洗形式為氣洗、氣水聯(lián)合、水漂洗，反沖洗周期取3648h。    濾池配水共通過約22塊濾池專用濾板和763個濾池專用長柄濾頭。出水

19、采用1套柵型穩(wěn)流器、單堰出水。反沖洗方式排泥。（7）清水池    提供濾池反沖洗的水，作為反沖洗泵的吸水池。1座，半地上式，工藝尺寸：5.0m×5.0m×4.0m（超高0.3m）。（8）反沖洗緩沖池    對濾池反沖洗瞬時大水量進(jìn)行緩沖調(diào)節(jié)，保護(hù)水解池的正常運(yùn)行。    1座，半地上式，工藝尺寸：5.0m×5.0m×4.0m（超高0.3m）。（9）鼓風(fēng)機(jī)房、反沖洗水泵    鼓風(fēng)機(jī)房1座，長

20、15;寬=26m×7m。    DN曝氣生物濾池選用Q=6m3/min，風(fēng)壓5.5米水柱的羅茨風(fēng)機(jī)3臺（2用1 備）；N曝氣生物濾池選用Q=4.0m3/min，風(fēng)壓5.5米水柱的羅茨風(fēng)機(jī)3臺（2用1 備）。三段濾池共選用反沖洗鼓風(fēng)機(jī)3臺，Q=20.0m3/min，風(fēng)壓9.0米水柱；反沖洗單級雙吸離心泵3臺，Q=380m3/h，H=9.0m。3 工藝特點(diǎn)（1）采用氣水平行上向流，使氣、水進(jìn)行極好的均分,防止了氣泡在濾層中的凝結(jié)，氧利用率高，能耗低；（2）較小的池容和占地面積，采用曝氣生物濾池工藝的城市污水處理廠工藝構(gòu)筑物占地面積只有常規(guī)

21、工藝的1/3左右；（3）處理效果穩(wěn)定，處理出水水質(zhì)好。上向流曝氣生物濾池工藝處理城市污水，其出水SS和BOD5可保持在20mg/l以下，去除率高，滿足國家排放標(biāo)準(zhǔn)的要求；（4）自動化程度高，運(yùn)行管理簡單；（5）受氣候、水量、水質(zhì)影響??；（6）構(gòu)筑物模塊化，有利于今后的擴(kuò)建；（7）主要設(shè)備和材料均可國內(nèi)配套生產(chǎn)，不需利用進(jìn)口。4  工程投資及主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)    本工程項目總投資為420萬元，污水廠占地面積3.6畝。直接運(yùn)營費(fèi)用如下：（1）電費(fèi)：總裝機(jī)容量為62.5kw，實(shí)際噸水電耗0.21度，按0.5元/度計，則電費(fèi)為0.105元/ m3水；（2）藥劑費(fèi)用：PAM按5萬元/噸計，投加量為3.5噸/干污泥；PAC按2500元/噸計，根據(jù)除磷需要投加。其他藥劑費(fèi)用（如甲醇等）按1750元/噸計，則總藥劑費(fèi)為0.045元/ m3水；（3）人工費(fèi)：污水廠設(shè)計工作人員計6人，每人工資平均按1萬元/年，則人工費(fèi)為0.033元/ m3水；（4）大修及維護(hù)費(fèi)率：按3.4%取，費(fèi)用為0.067元/ m3水；（5）管理費(fèi)：按10%取，費(fèi)用為0.026元/ m3水；    則該污水廠直接運(yùn)營成本為0.28元/m3污水，總成本約為