摘要:根據(jù)上海天山污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)特性分析,并相應(yīng)提出優(yōu)化運(yùn)行的建議。

關(guān)鍵詞:污水處理廠,進(jìn)水水質(zhì)特性,水質(zhì)變化,脫氮除磷

1前言

進(jìn)水負(fù)荷的動態(tài)變化,體現(xiàn)為水質(zhì)和水量的快速波動和長期變化,這種變化可以分為規(guī)律性來源和沖擊負(fù)荷來源兩類。規(guī)律性來源引起的動態(tài)變化具有可重復(fù)性,如由于居民生活規(guī)律引起的水質(zhì)、水量晝夜差異、管網(wǎng)提升泵站編組運(yùn)行造成的水量階梯型變化、工業(yè)生產(chǎn)規(guī)律性排放的廢水等。規(guī)律性來源負(fù)荷一般由管網(wǎng)和構(gòu)筑物的結(jié)構(gòu)與運(yùn)行策略、污水處理廠提升泵編組運(yùn)行等因素決定。沖擊負(fù)荷來源引起的動態(tài)變化一般持續(xù)時間短,變化幅度大,不具備可重復(fù)性,往往對活性污泥系統(tǒng)造成破壞性的后果,例如暴雨引起的進(jìn)水水量增高、工業(yè)廢水的無規(guī)律集中排放等。進(jìn)水動態(tài)變化的影響因素多、形成規(guī)律復(fù)雜。

2處理工藝與分析方法

2.1水處理廠工藝簡介

上海天山污水處理池廠采用奧地利WAABAG公司的專利技術(shù)———HYBRID二段活性污泥法工藝,該工藝是根據(jù)生物脫氮除磷的原理開發(fā)的一種二段法處理工藝。該污水處理廠的工藝流程見圖1。

2.2分析方法

常規(guī)水質(zhì)指標(biāo):BOD5測定采用稀釋接種法測定,COD采用重鉻酸鉀法測定,SCOD將水樣用0.45um微濾膜過濾后,采用重鉻酸鉀法測定,TN、NH3-N、TP采用紫外分光光度法測定,SS采用濾膜法測定。

3進(jìn)水水質(zhì)特性

3. 1 年度進(jìn)水水質(zhì)特性
選取了2009 ～ 2011 年天山污水處理廠的不同時間的進(jìn)水水質(zhì)，分析結(jié)果如表1 所示。

注: 括號內(nèi)為平均值。
從表1 可以看出，2011 年比2009 年進(jìn)水BOD5 /TN 和CODcr /TN 分別降低了3. 5% 和17. 7%，反消化碳源不足問題比較突出。隨著上海對各管網(wǎng)混流的有效治理及居民生活質(zhì)量的提高，項水質(zhì)指標(biāo)BOD5、CODcr、TN、NH3 － N 、TP和SS 均呈現(xiàn)降低趨勢，污水廠進(jìn)水負(fù)荷不斷下降。在污水處理廠運(yùn)行中，需根據(jù)進(jìn)水變化，靈活調(diào)整運(yùn)行方式。

總體分析，天山污水處理廠的進(jìn)水可生化性較高，2011 年BOD5 / CODcr年平均值達(dá)到0. 53，高于全國平均值0. 4〔1〕。2011 年進(jìn)水CODcr年平均330. 39 mg /L，高于其他資料中我國南方大部分城市污水的CODcr一般為200 mg /L 左右〔2、3〕，難以滿足生物系統(tǒng)高效脫氮對碳源的要求。分析2011年進(jìn)水碳源、TN、水量和水溫變化，產(chǎn)生的波動性由大到小排列依次為TN、BOD5 /TN 、BOD5、水溫、水量。對于生物系統(tǒng)脫氮，在變量中TN 產(chǎn)生的影響最大，水量變化產(chǎn)生的影響最小。TN 和NH3 N 有每年增加的趨勢，而BOD5和CODcr變化趨勢較小，相對造成碳源不足對生物系統(tǒng)的反消化不利。NH3 － N/ TN 平均為0. 75，可生化性較差進(jìn)水中有機(jī)氮的比例較低。

3. 2 季節(jié)進(jìn)水水質(zhì)特性

季節(jié)對污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)和水量均會產(chǎn)生一定的影響，以2011 年水質(zhì)變化為例分析各季節(jié)進(jìn)水水質(zhì)的變化規(guī)律，如圖2 所示進(jìn)水流量變化情況; 如圖3 所示進(jìn)水CODcr、BOD5; 如圖4 所示進(jìn)水TN、NH3 － N、TP 變化情況，圖中5 ～ 9 月份為汛期和夏季用水高峰期。

圖中可以看出: 污水廠進(jìn)水在夏季及汛期由于居民用水量增加和部分雨水進(jìn)入管網(wǎng)( 小部分管網(wǎng)混接) ，流量在2 月( 過年居民放假用水量增加) 及5 月汛期開始增加，而CODcr、BOD5降低，在10 月份后由于流量的減少，相對CODcr、BOD5濃度反而增加，但TN、NH3 － N 和TP 變化較小，碳源不足情況加劇。BOD5 /TN、CODcr /TN 均比較低，屬于低碳氮比污水。綜合分析，根據(jù)不同季節(jié)的用水量及汛期的進(jìn)水變化，需要考慮季節(jié)變化對污水處理廠運(yùn)行的影響。

3. 3 日進(jìn)水水質(zhì)變化

對24h 污水處理廠進(jìn)水的特性變化分析:

從圖5 可以看出CODcr呈現(xiàn)波浪形變化，進(jìn)水有機(jī)物分別出現(xiàn)在上午11 點(diǎn)、和晚上21 點(diǎn)左右，特別是晚上峰值與其他時間進(jìn)水CODcr差別較大，此外進(jìn)水SCOD 的變化比較穩(wěn)定，CODcr均主要受到了顆粒性有機(jī)物濃度變化的影響。從圖6 可以看出，24h 內(nèi)NH3 － N 和TN 變化都比較大，呈現(xiàn)了近似的變換趨勢。分析TN 和CODcr的變化曲線，TN 與CODcr的相關(guān)性不大，造成進(jìn)水COD/TN 的比例不穩(wěn)定; TP 變化較小，但濃度較高，比較CODcr和TP 的日變化曲線，CODcr和TP的變化吻合度不高，進(jìn)水C 和P 的穩(wěn)定性較差。

4 污水處理廠出水水質(zhì)

根據(jù)污水廠進(jìn)水特性和HYBRID 工藝特點(diǎn)，將較高污泥負(fù)荷的混合液回流1( 從一段曝氣池向二段曝氣池的回流) 為二段曝氣池提供了極佳的碳源用于反硝化。回流量僅為進(jìn)水量的3 ～5%，確保二段曝氣池有足夠長的泥齡以首先達(dá)到硝化的功能〔4〕，因為較大的回流量產(chǎn)生較高的污泥負(fù)荷將縮短泥齡。二段曝氣池硝化的質(zhì)量直接決定了在該段中反硝化的能力。從二段曝氣池向一段曝氣池的回流即混合液回流2 將一部分富含硝化細(xì)菌的活性污泥引入一段曝氣池，將立即在一段曝氣池中發(fā)生硝化反應(yīng)，隨后，反硝化反應(yīng)也將同時發(fā)生�；旌弦夯亓�2 也將在二段曝氣池中產(chǎn)生的剩余污泥轉(zhuǎn)輸至一段曝氣池，并經(jīng)中間沉淀池排出系統(tǒng)。最終沉淀池不單獨(dú)排出剩余污泥。在不外加碳源的條件下，保證了出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》( GB 18918 －2002) 一級A 標(biāo)準(zhǔn)。從表2 可以看出出水水質(zhì)均能夠正常達(dá)標(biāo)。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

5 結(jié)論

根據(jù)上海市天山污水處理廠進(jìn)水特性和出水水質(zhì)情況，研究總結(jié)如下:

( 1) 污水處理廠的進(jìn)水可生化性較高，難以滿足生物系統(tǒng)高效脫氮對碳源的要求。進(jìn)水碳源、TN、水量和水溫變化，產(chǎn)生的波動性由大到小排列依次為TN、BOD5 /TN 、BOD5、水溫、水量。對于生物系統(tǒng)脫氮，在變量中TN 產(chǎn)生的影響最大，水量變化產(chǎn)生的影響最小。相對造成碳源不足和不穩(wěn)定，對生物系統(tǒng)的反消化不利。

( 2) 污水廠進(jìn)水在夏季及汛期，BOD5 /TN、CODcr /TN 均比較低，屬于低碳氮比污水。應(yīng)根據(jù)不同季節(jié)的用水量及汛期的進(jìn)水變化，考慮季節(jié)變化對污水處理廠運(yùn)行的影響。

( 3) 污水處理廠進(jìn)水有機(jī)物濃度變化波浪形規(guī)律比較明顯，有機(jī)物濃度均受非溶解性有機(jī)物影響。

( 4) 污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)特性變化對工藝影響較大，但出水水質(zhì)均能達(dá)標(biāo)排放。(上海城投污水處理有限公司天山污水處理廠)