生活小區(qū)的生活污水回用處理工藝
濟(jì)南市某賓館是一家花園式的四星級(jí)賓館，建筑面積10萬(wàn)m2。館區(qū)內(nèi)建有人工湖4余hm2，苗圃、園林、綠地66 余hm2。按照設(shè)計(jì)要求，工程將對(duì)賓館及附近一生活小區(qū)的生活污水集中處理。污水經(jīng)處理后主要用于賓館的人工湖景觀用水、賓館沖廁及綠化。采用水解酸化+曝氣生物濾池工藝在中水回用工程中取得了滿(mǎn)意的效果，出水達(dá)到了《生活雜用水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ 25·1—89)的要求。
1 水質(zhì)、水量及標(biāo)準(zhǔn)
工程設(shè)計(jì)污水處理能力4 000 m3/d，設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。
表1 進(jìn)水水質(zhì)及執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)
項(xiàng) 目 | pH | CODCr/（mg·L-1） | SS/（mg·L-1） | NH3-N/（mg·L-1） | TP/（mg·L-1） |
進(jìn)水水質(zhì) | 7.0~8.0 | 240～330 | 150～200 | 40～50 | 4.5～5.5 |
處理標(biāo)準(zhǔn) | 6～9 | 50 | 10 | 10 | 0.5 |
2 工藝流程
根據(jù)賓館和生活小區(qū)污水的特點(diǎn)以及賓館內(nèi)外的環(huán)境特色，工程建成半地埋式。原水經(jīng)過(guò)機(jī)械格柵進(jìn)入調(diào)節(jié)池，經(jīng)水泵提升進(jìn)入水解酸化池，出水自流入曝氣生物濾池。經(jīng)過(guò)生物處理后的出水加入硫酸鋁再通過(guò)纖維過(guò)濾罐，投加ClO2后進(jìn)入回用清水池。曝氣生物濾池的反沖洗出水回流到調(diào)節(jié)池，活性污泥在水解酸化池內(nèi)進(jìn)行消化處理。工藝流程如圖1所示。
3 主體工藝設(shè)計(jì)
3.1 調(diào)節(jié)池和水解酸化池
調(diào)節(jié)池總?cè)莘e1 000 m3，為了防止從曝氣生物濾池反沖洗產(chǎn)生的污泥在調(diào)節(jié)池內(nèi)沉降，在調(diào)節(jié)池的兩端設(shè)有水下攪拌機(jī)。水解酸化池為上流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）的改進(jìn)型。由于曝氣生物濾池反沖洗產(chǎn)生的污泥也進(jìn)入水解酸化池，使得污水與污泥同時(shí)得到處理，從而取代了污泥沉淀池和污泥消化池。為了使水解酸化池內(nèi)均勻布水，在水解酸化池上采用專(zhuān)用的布水裝置。水力負(fù)荷1.5 m/h，水力停留時(shí)間3.0 h，總?cè)莘e556 m3，單池尺寸5.5 m×5.0 m×5.0 m，四格并聯(lián)運(yùn)行。
3.2 曝氣生物濾池
曝氣生物濾池使用了一種燒結(jié)粒狀濾料，在其表面生長(zhǎng)有生物膜，污水自下向上流過(guò)濾料，曝氣系統(tǒng)提供曝氣，使廢水中的有機(jī)物得到吸附、截留與生物分解。池體為半地埋式，總?cè)莘e500 m3，單池尺寸5.0 m×5.0 m×5.0 m，容積負(fù)荷ρ(COD）=2.0 kg/(m3·d)，水力停留時(shí)間3.0 h，濾料容積300 m3，氣水比8:1。
4 運(yùn)行調(diào)試
4.1 水解酸化池的調(diào)試
水解酸化池啟動(dòng)時(shí)按照15 g/L絕干污泥量投加城市污水處理廠的消化污泥，接著小水量進(jìn)水（800 m3/d）。運(yùn)行初期有大量的輕質(zhì)污泥和雜質(zhì)隨水流帶出，出水混濁，直接排入下水道，隨著運(yùn)行時(shí)間增加，出水水質(zhì)得到改善。4 d后，水解酸化池出水懸浮物含量少，水質(zhì)清澈。此時(shí)，出水引入曝氣生物濾池與水解酸化池同步調(diào)試。當(dāng)COD去除率達(dá)到30％以上，SS去除率40％以上，認(rèn)為調(diào)試完成，投入運(yùn)行。
4.2 曝氣生物濾池的調(diào)試
處理生活污水時(shí)，掛膜采用直接掛膜法。在連續(xù)充氧曝氣的情況下，小水量連續(xù)進(jìn)水，進(jìn)水量控制在總水量的1/4。每天對(duì)曝氣生物濾池的進(jìn)出水質(zhì)進(jìn)行化驗(yàn)。15 d后，出水水質(zhì)即有明顯的變化。在此期間，由于進(jìn)水量小，池內(nèi)的生物量少，反沖周期不宜過(guò)短，一般控制在5 d左右。經(jīng)過(guò)45 d的運(yùn)行后，進(jìn)水量從800 m3/d逐步增加到3 500 m3/d（實(shí)際水量少于設(shè)計(jì)水量），此時(shí)COD負(fù)荷達(dá)到1.7 kg/（m3·d）。出水COD≤40 mg/L，去除率≥90％，達(dá)到了預(yù)期設(shè)計(jì)的要求。反沖洗周期也從開(kāi)始時(shí)的5 d縮短為2 d。
在曝氣生物濾池的運(yùn)行中，反沖洗是維持曝氣生物濾池功能的關(guān)鍵。影響反沖洗效果的因素有反沖洗的程序、時(shí)間和強(qiáng)度[1]。反沖洗的程序一般為先用氣沖5 min，強(qiáng)度10 L/（m2·s），再氣水聯(lián)合反沖15 min，氣沖強(qiáng)度10 L/（m2·s），水沖強(qiáng)度6 L/（m2·s），最后是水洗5 min，水沖強(qiáng)度6 L/（m2·s）。由于反沖洗后，濾料層以上還有許多懸浮物，在濾池開(kāi)始進(jìn)水運(yùn)行后，出水仍需通過(guò)反沖洗出水管道回流到調(diào)節(jié)池，以免纖維過(guò)濾器的過(guò)快失效。經(jīng)過(guò)2 h的漂洗后，濾池出水的SS即恢復(fù)正常。此時(shí)，關(guān)閉反沖洗出水閥門(mén)，濾池恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)。
本工程曝氣生物濾池的鼓風(fēng)機(jī)按照氣水比8:1選型，為了研究氣水比對(duì)曝氣生物濾池有機(jī)負(fù)荷的去除和硝化反應(yīng)效果的影響，通過(guò)調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)曝氣量改變氣水比，實(shí)際運(yùn)行結(jié)果顯示，在氣水比6:1時(shí)即可滿(mǎn)足除碳和硝化反應(yīng)對(duì)于DO的需求[2]。
4.3 調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及解決辦法
生活污水中的含磷量一般在5 mg/L左右，通過(guò)曝氣生物濾池的處理后出水還有2～3 mg/L。工程采用硫酸鋁作為化學(xué)除磷的藥劑，投加量比為10:1[1]，但實(shí)際運(yùn)行效果不理想。后通過(guò)混凝實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，水力學(xué)條件對(duì)混凝除磷的效果影響較大，一般控制GT值在104～105范圍內(nèi)[3]。由于水中的含磷量相對(duì)較低，投加的混凝劑只有在較激烈的湍流中才能與水中的磷酸鹽反應(yīng)生成細(xì)小的礬花，而反應(yīng)池中的水力攪拌強(qiáng)度達(dá)不到混凝反應(yīng)的要求。在反應(yīng)池內(nèi)增加攪拌設(shè)備后，混凝效果明顯改善，經(jīng)過(guò)纖維過(guò)濾器后的出水TP≤0.5 mg/L。
表2 出水水質(zhì)監(jiān)測(cè)結(jié)果
水 量m3/d | CODCr/（mg·L-1） | SS/（mg·L-1） | NH3-N/（mg·L-1） | TP/（mg·L-1） | pH | ||||||||||
進(jìn)水 | 出水 | 去除率/% | 進(jìn)水 | 出水 | 去除率/% | 進(jìn)水 | 出水 | 去除率/% | 進(jìn)水 | 出水 | 去除率/% | 進(jìn)水 | 出水 | ||
3 500 | 268 | 23.8 | 91.1 | 195 | 7.8 | 96.0 | 53.80 | 2.43 | 95.5 | 4.53 | 0.25 | 94.5 | 7.2 | 7.1 | |
3 750 | 286 | 27.8 | 90.3 | 188 | 6.6 | 96.5 | 45.80 | 3.18 | 93.1 | 5.22 | 0.23 | 95.6 | 7.3 | 6.9 | |
3 450 | 310 | 33.1 | 89.3 | 171 | 6.1 | 96.4 | 50.35 | 4.51 | 91.0 | 4.56 | 0.16 | 96.5 | 6.9 | 7.1 | |
3 600 | 277 | 27.7 | 90.0 | 154 | 4.2 | 97.3 | 48.79 | 6.25 | 87.2 | 5.01 | 0.25 | 95.0 | 7.1 | 6.8 | |
3 700 | 296 | 26.3 | 91.1 | 176 | 4.4 | 97.5 | 43.27 | 5.33 | 87.7 | 5.23 | 0.41 | 92.2 | 7.1 | 6.9 | |
4.4 運(yùn)行結(jié)果
工程調(diào)試結(jié)束后，取樣監(jiān)測(cè)的結(jié)果見(jiàn)表2。
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