处理城市污水研究，化学 生物处理联合法
处理城市污水研究，化学 生物处理联合法
嘉善县**污水处理工程远期（2020年）规划6万m3/d，近期（2005年）设计建设规模为2万m3/d，本次概念设计规模为一期2万m3/d。纳污水体茜泾塘地面水域规划为三类水质功能区。
化学混凝 生物法在当今世界上污水净化使用较普遍的方法。主要因为该工艺能有效去除水中的颗粒物、磷和氮，使出水水质达到一定的水平而广泛用于城市污水处理厂。许多欧洲国家计划或已经在用混凝剂来处理磷作为前**强化处理。有些国家把化学混凝法生物处理作为主要的处理方法，如挪威、瑞典、丹麦，其70%的污水都用混凝法生物处理。其它一些国家如美国和香港用一种叫做化学强化**处理法，该法比化学混凝法需要的混凝剂量更少，但足以去除大部分磷同时大大加快沉降速度。
世界上*常用的混凝剂为铝盐和铁盐，也有一定数量的有机聚合物作混凝剂或助凝剂。水和污水中的污染物去除是通过已知的机械原理即破坏胶体的稳定性而混凝，或者是化学与固体水解产物共同沉降来完成。混凝法的效率是受混凝剂的物理及化学特性、进水及工艺条件等因素的影响。
污水处理无疑是要花钱的。问题是要找到一种不仅投资少而且长期运行费用低的*经济*有效的方法。根据欧洲污水处理经验，要去除95%的BOD和90%以上的磷并且脱除85%氮，则化学强化**处理生物处理是*经济有效的。化学处理法特别是在工业污水比例大、污水水质日/年变化大时更显其*经济有效。在快速发展的工业化城市，企业排放的污染物会影响甚至破坏传统的生物处理过程，而化学处理法在这方面具有许多的先进性，能处理很多不同的污水，能承受很大的冲击负荷。
对实际污水处理工程而言，首先用化学法进行污水处理研究，不仅能承受冲击负荷，将污水处理到一定的程度，还可以了解污水的组成和变化情况，为较易受污水冲击负荷、毒性物质影响的生物处理提供保护。
本试验是为2005.2-5嘉善三号泵站低浓度污水试验。处理工艺为CEPT A/O，日处理11吨/日污水。化学 生物处理联合法，用一套串联式的设备做连续试验。用*低的混凝剂量，去除不可降解CODcr的*大值，试验生物处理出水水质变化。分为：
(1)混凝剂量的变化
(2)生物处理条件变化
1,化学混凝法（CEPT）
化学混凝设备由下列几部分组成：
(1)一只**沉淀池，用于初沉污泥和化学污泥的沉淀
(2)灵活的管形化学絮凝装置
(3)混凝剂混合单元
(4)化学/聚合物的剂量泵及贮存池
2,构筑物整体结构
构筑物 | 数量 | 尺寸 | 备注 |
集水池 | 1 | 25吨 | 三号泵站的集水井 |
进水泵 | 1 | 0-1000L/h | 螺杆泵 |
污泥回流泵 | 1 | 0-500L/h | 螺杆泵 |
脱氮工艺污泥（富含硝酸盐的污水）内循环泵 | 1 | ||
混凝剂加药泵 | 1 | 蠕动泵 | |
初沉池 | 1 | 0.68M3 | |
活性污泥反应池 | 6 | B*l*h=0.8*0.8*1.80 m | |
二沉池 | 1 | 内尺寸：直径=1.2米，高度=1.3米（体积=1.5立方米） | *大流量水力负荷=0.4m3/m2*h表面积：1.1m2-0.05m2(内部管) |
化学贮槽 | 3 | 5 L | |
管形絮凝装置 | 2 | 1.Φ16mm*11m2.Φ20mm*13m | Q=0-500 l/h |
运行参数
混凝处理段：
沉淀池体积：0.68M3
混凝段停留1hr
生物处理段：
反应池：3 M3
试验时间：2005年2月至2005年4月
试验温度：8-18 ℃
水力停留时间：化学强化**处理（CEPT）加上生物处理试验。曝气池停留时间为6-10小时。平均为8小时。进水流量见图1。
污泥回流比： 1：1
图1进水流量
进水水质
进水水质有一些波动，雨时和旱时水质有变化，节日长假期间进水水质会好转。水质见图2。
图2 进水水质
试验结果表明SS、BOD5、P完全能达到**A标准，平均CODcr达到100mg/l，而氨氮不降反而上升，需要进一步论证可能的抑止自养菌生长的有毒污染物质。
基本试验参数
CEPT：
混凝剂：硫酸铝9.8mg/L(Al)
活性污泥：
BOD5负荷：0.22 gBOD5/gVSS·d
MLSS：2.2g/L
MLVSS0.72MLSS
污泥龄：82d
试验数据
CEPT A/O试验稳定出数据日期是在4.11-30日。详细数据见下列各图表。
COD去除率70.3%，BOD5去除93.4%，总磷去除率80%，SS去除率83.4%。BOD5，TP，SS接近**A标准，CODcr大于二倍标准，不但没减少，反而增加了7.7%，NH3-N去除有严重问题。
表94.11-30连续监测数据平均值
项目 | 进水mg/l | 出水mg/l | 去除率% |
CODcr | 340 | 101 | 70.3 |
BOD5 | 171.4 | 11.3 | 93.4 |
总磷 | 4.13 | 0.85 | 80 |
SS | 67.7 | 11.2 | 83.4 |
NH3-N | 63.7 | 68.6 | 7.7 |
|fRCv2
图3CEPT工艺（铝混凝剂）
表3 CEPT工艺参数
参数 | 进水(mg/l) | 出水(mg/l) | 去除率% |
CEPT | 336 | 285 | 15 |
图3是在生物处理前用低剂量铝混凝剂进行长期CEPT工艺处理的结果（预沉降）。图3结果证实了低剂量混凝剂能使COD去除率15%。为生化处理提供良好的工艺条件.表3铝混凝剂CEPT处理结果。表中数据为平均值。
图4为CEPT A/O进出水水质变化趋势，出水水质衡定CODcr 100mg/ld左右。曲线表明进出水水质均匀比较稳定。
图5为CEPT A/O，BOD5进出水水质，出水水质BOD5稳定。
图7为磷的曲线，磷有较好的去除率。
图7-1为氨氮的去除率，硝化存在严重的问题。
图4CEPT 活性污泥出水水质
图5BOD5进、出水质
图7总磷进出水水质
图7-1NH3-N进出水水质
图8污泥指数SVI
图8表明SVI性能较正常，沉降性能好，菌胶团大，边缘清晰，原生、后生动物较活跃，有钟虫，累枝虫等，后期有水蚤，轮虫出现。
水质透明度50cm
CPET A/O污泥产量
图8-1污水排放量
生物污泥产量见图8-1。平均日排干污泥366克。吨处理污水排干污泥量46.8克。污泥产生量与进水的水质，SS的浓度有关。
结论与讨论
在中国，化学法被认为是一种污泥产生量大、污泥难处理且处理成本高、污水处理成本也高的污水处理方法。但是，化学处理法有其独特的优点，即能去除污水中大部分磷，使处理出水磷含量小于1.0mg/l，这是生物处理难以达到的,是姚庄污水厂管理策略即污水处理后排入内河网值得考虑的工艺方案之一，能解除河网水域富营养化的隐患。国外研究表明，在*优的投药量下，化学处理法污泥增长量为45%，其中33%来自污染物的去除，12%来自混凝剂产生的金属氢氧化物。近十年来，化学处理法产生的污泥有了新的处理和处置技术，Kemwater公司研究出从化学污泥中提取有机物、磷酸化合物、碳源或混凝剂等方法。化学法能在相同尺寸的池子里，提高表面负荷，增加处理能力。
根据这些结果，我们得出三号泵站污水处理试验的一些结论：
CEPT A/O工艺处理低浓度水质时可以承受较高的COD污泥负荷,它可大于单一生化处理的1-2倍的COD污泥负荷
CEPTA/O对去除磷有明显的效果,而生物处理不会使磷达标。化学处理法有其独特的优点，即能去除污水中大部分磷，使处理出水磷含量小于1.0mg/l，这是生物处理难以达到的,是姚庄污水厂管理策略即污水处理后排入内河网值得考虑的工艺方案之一，能解除河网水域富营养化的隐患
三号泵站污水中大量可溶性缓慢生物降解有机质（来自工业）使得生物处理阶段的负荷降低。化学生物联合处理高负荷阶段的运行结果不能达标。活性污泥工艺要达到稳定的出水水质，停留时间须10小时左右（相当于活性污泥系统中有机负荷约0.07gBOD5/g MLSS*d 和 0.35 g COD/g MLSS*d）。
化学生物处理工艺去除一公斤BOD5生产的污泥量比生物法高0.42%。如果污泥的处理采用能源回收的方法，就可以得到更多的能量，如果采用填埋处理将占用更多的面积。
姚庄污水处理厂出水COD能否完全达到标准，是值得关注的问题。由于该区域有大量的金属表面处理企业，会将无机还原物质排入污水处理厂，无机还原性物质不能用生物处理的方法去除，混在尾水中排出，将影响COD值。
自养菌受到生长抑制的原因需要进一步找出原因，如果是重金属的影响，那么对姚庄污水处理厂脱氮问题上是一个挑战。
