生活小區(qū)的生活污水回用處理工藝

濟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)內建有人工湖4余hm²，苗圃、園林、綠地66 余hm²。按照設計要求，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，出水達到了《生活雜用水水質標準》(CJ 25·1—89)的要求。

　　1 水質、水量及標準

　　 工程設計污水處理能力4 000 m³/d，設計進水水質及執(zhí)行標準如表1所示。

　　表1 進水水質及執(zhí)行標準

　　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外的環(huán)境特色，工程建成半地埋式。原水經過機械格柵進入調節(jié)池，經水泵提升進入水解酸化池，出水自流入曝氣生物濾池。經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后進入回用清水池。曝氣生物濾池的反沖洗出水回流到調節(jié)池，活性污泥在水解酸化池內進行消化處理。工藝流程如圖1所示。

3 主體工藝設計

　　3.1 調節(jié)池和水解酸化池

　　調節(jié)池總容積1 000 m³，為了防止從曝氣生物濾池反沖洗產生的污泥在調節(jié)池內沉降，在調節(jié)池的兩端設有水下攪拌機。水解酸化池為上流式厭氧污泥床反應器（UASB）的改進型。由于曝氣生物濾池反沖洗產生的污泥也進入水解酸化池，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均勻布水，在水解酸化池上采用專用的布水裝置。水力負荷1.5 m/h，水力停留時間3.0 h，總容積556 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，使廢水中的有機物得到吸附、截留與生物分解。池體為半地埋式，總容積500 m³，單池尺寸5.0 m×5.0 m×5.0 m，容積負荷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 運行調試

　　4.1 水解酸化池的調試

　　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，接著小水量進水（800 m³/d）。運行初期有大量的輕質污泥和雜質隨水流帶出，出水混濁，直接排入下水道，隨著運行時間增加，出水水質得到改善。4 d后，水解酸化池出水懸浮物含量少，水質清澈。此時，出水引入曝氣生物濾池與水解酸化池同步調試。當COD去除率達到30％以上，SS去除率40％以上，認為調試完成，投入運行。

　　4.2 曝氣生物濾池的調試

　　 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)進水，進水量控制在總水量的1/4。每天對曝氣生物濾池的進出水質進行化驗。15 d后，出水水質即有明顯的變化。在此期間，由于進水量小，池內的生物量少，反沖周期不宜過短，一般控制在5 d左右。經過45 d的運行后，進水量從800 m³/d逐步增加到3 500 m³/d（實際水量少于設計水量），此時COD負荷達到1.7 kg/（m³·d）。出水COD≤40 mg/L，去除率≥90％，達到了預期設計的要求。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鍵。影響反沖洗效果的因素有反沖洗的程序、時間和強度^[1]。反沖洗的程序一般為先用氣沖5 min，強度10 L/（m²·s），再氣水聯(lián)合反沖15 min，氣沖強度10 L/（m²·s），水沖強度6 L/（m²·s），最后是水洗5 min，水沖強度6 L/（m²·s）。由于反沖洗后，濾料層以上還有許多懸浮物，在濾池開始進水運行后，出水仍需通過反沖洗出水管道回流到調節(jié)池，以免纖維過濾器的過快失效。經過2 h的漂洗后，濾池出水的SS即恢復正常。此時，關閉反沖洗出水閥門，濾池恢復到正常運行狀態(tài)。

　　本工程曝氣生物濾池的鼓風機按照氣水比8:1選型，為了研究氣水比對曝氣生物濾池有機負荷的去除和硝化反應效果的影響，通過調整鼓風機曝氣量改變氣水比，實際運行結果顯示，在氣水比6:1時即可滿足除碳和硝化反應對于DO的需求^[2]。

　　4.3 調試中發(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^[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生成細小的礬花，而反應池中的水力攪拌強度達不到混凝反應的要求。在反應池內增加攪拌設備后，混凝效果明顯改善，經過纖維過濾器后的出水TP≤0.5 mg/L。

　　表2 出水水質監(jiān)測結果

　　4.4 運行結果

　　工程調試結束后，取樣監(jiān)測的結果見表2。