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賓館，建筑面積10萬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)計要求，工程將對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)計污水處理能力4 000 m³/d，設(shè)計進(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)

　　2 工藝流程

　　 根據(jù)賓館和生活小區(qū)污水的特點以及賓館內(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)過生物處理后的出水加入硫酸鋁再通過纖維過濾罐，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

　　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用的布水裝置。水力負(fù)荷1.5 m/h，水力停留時間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，在其表面生長有生物膜，污水自下向上流過濾料，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)，水力停留時間3.0 h，濾料容積300 m³，氣水比8:1。

　　4 運行調(diào)試

　　4.1 水解酸化池的調(diào)試

　　水解酸化池啟動時按照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，隨著運行時間增加，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，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，投入運行。

　　4.2 曝氣生物濾池的調(diào)試

　　 處理生活污水時，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。每天對曝氣生物濾池的進(jìn)出水質(zhì)進(jìn)行化驗。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，反沖周期不宜過短，一般控制在5 d左右。經(jīng)過45 d的運行后，進(jìn)水量從800 m³/d逐步增加到3 500 m³/d（實際水量少于設(shè)計水量），此時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)計的要求。反沖洗周期也從開始時的5 d縮短為2 d。

　　在曝氣生物濾池的運行中，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，在濾池開始進(jìn)水運行后，出水仍需通過反沖洗出水管道回流到調(diào)節(jié)池，以免纖維過濾器的過快失效。經(jīng)過2 h的漂洗后，濾池出水的SS即恢復(fù)正常。此時，關(guān)閉反沖洗出水閥門，濾池恢復(fù)到正常運行狀態(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，通過調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)曝氣量改變氣水比，實際運行結(jié)果顯示，在氣水比6:1時即可滿足除碳和硝化反應(yīng)對于DO的需求^[2]。

　　4.3 調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題及解決辦法

　　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]，但實際運行效果不理想。后通過混凝實驗發(fā)現(xiàn)，水力學(xué)條件對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)過纖維過濾器后的出水TP≤0.5 mg/L。

　　表2 出水水質(zhì)監(jiān)測結(jié)果

　　4.4 運行結(jié)果

　　工程調(diào)試結(jié)束后，取樣監(jiān)測的結(jié)果見表2。