极寒地区污水处理站运行问题及对策

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【摘要】针对极寒地区某生活污水处理站运行中存在的问题进行了讨论，对极寒天气条件下生物法生活污水处理站水温不够、悬浮物高、水质波动大及运行中检测不及时等问题进行攻关，并提出了相应的解决措施，最终满足回用水标准，解决了企业生活废水排放的瓶颈问题。

【关键词】极寒地区；生活污水处理站；水温；悬浮物；氧含量

1引言

在倡导可持续发展和绿色发展理念的今天，企业在完成经济效益的同时要承担其应有的社会责任，企业的环保意识和环保水平成为企业经营能力和管理水平的标准；随着科学技术的不断发展，企业的环保意识逐步提高，生活污水处理设备普遍进入企业使用，但由于极寒地区天气因素，生活污水处理站运行指标难以达到设计要求。为了向企业后段工艺提供优质水源，避免给后段工艺造成影响，需要对生活污水处理站进行技术改造，使回用水质达到设计要求[1]。

2生活污水处理工艺简介

2.1生物法生活污水处理原理

生活污水处理站主要采用AO法工艺处理生活污水。

2.2工艺流程

生活污水处理站设计规模为600m3/d；生活污水主要来自生产区域生活用水、办公及生活区域用水产生的废水（见图1）。生活废水自流至暗渠，流经格栅，去除尺寸较大的悬浮物后进入调节池，经一级提升泵送入调节反硝化池脱氮，进入一级氧化池与二级氧化池去除大部分化学需养量COD、NH-N、磷、固体悬浮物后，进入竖流沉淀池进行泥水分离[2]。竖流沉淀池出水进入中间水池，通过二级提升泵送入石英砂与活性炭过滤器去除污染物质，活性炭过滤器出水经次氯酸钠杀菌消毒后进入生活污水储水池收集，并通过回用泵，回用生产部分作冲厕所和绿化之用[3]。二级接触氧化池内设有循环泵，将污泥送至调节反硝化池脱氮。竖流沉淀池污泥通过污泥回流泵送至调节反硝化池及污泥池，污泥上清液自流进入调节反硝化池进一步处理，底泥用罐车拉至防渗漏渣场进行填埋[4]。调节池、调节反硝化池等池体与风管连接，产生的臭气通过离心机送入活性炭吸附碳除臭，避免产生二次污染。

2.3进出水水质

生活污水进出水质如表1所示。实际运行中5日需养量BOD5、SS、氨氮、总磷等指标均未达到标准，其余指标达标。

3存在的问题

1）进入污水调节池的进水水温过低（1）由于北方冬春季室外温度为-35~-47℃，企业为了防止生活水管冻裂，生活用水处于长流水状态，进入生活污水调节池的进水水温最低1~5℃。（2）冬春季调节池出水温度比夏季温度低20℃，出水温度为10℃；调节池、调节反硝化池与周边环境温差较大，向周围环境散热较快，调节反硝化池温度只能维持在8~10℃。2）早晚进水水质、水量波动大设计处理量600m3/d，调节池有效容积33m3，停留时间41min。由于进水分别来自厂区和生活区，厂区水温较低水中含的有机物会减少，生活区水温较高水中含的有机物多，调节池偏小，停留时间偏短，调节池起不到收集均质作用，影响反硝化池的脱氮。3）反硝化池废水硝化时间短反硝化池容积77m3，氧化池容积280m3，按照A/O工艺设计的要求，A级与O级停留时间比大于1:3，但由于原设计采用4台20m3/h回流水泵运行控制流量，保证不了反硝化池液位及停留时间，影响反硝化池的脱氮效果。4）竖流沉淀池中有大量矾花上浮，上清液混浊，出水水质悬浮物不合格（1）发现竖流沉淀池污泥为8d打至调节反硝化池及污泥池，而每天产湿污泥体积1.2m3，超出沉淀池中的污泥有效容积5.2m3；(2)通过计算后，发现中心管下端至反射板表面之间的缝隙高度未在0.25~0.50mm范围内，导致沉淀池中有大量矾花上浮，上清液混浊，后续出水水质悬浮物不合格。5）设计系统陈旧，调节池无在线pH计、氧化池氧含量分析仪表；监测严重滞后导致水质指标无法满足后续工艺要求。

4改进措施

1）要使硝化池的废水保持在所要求的温度，须在调节池内通过技术改造增加蒸汽加热（见图2）。当前段池内温度达不到25℃时，通过手动调节蒸汽截止阀进行加热达到所需温度，经一级提升泵送入调节反硝化池。极寒天气下平均处理量20m3/h，调节池进水温度为1~5℃，每小时使用蒸汽量为(蒸汽压0.35MPa)：Q吸=c水×m水×Δt=1.092×109J；Q放=Q吸=1.092×109J因为Q吸=Q放=m蒸汽×q蒸汽，所需蒸汽的质量：m蒸汽=Q放/q蒸汽=2.87t。式中，Q吸为物质的吸收热量，J;Q放为物质的放出热量，J；C水为水的比热容，J/（kg•℃）;m水为水的质量，kg;m蒸汽为蒸汽的质量，kg；q蒸汽为蒸汽的质量能（热值），J/kg;Δt为物质的变化温度，℃。2）目前调节池有效容积为33m3，依据《建筑中水设计规范》（GB50336—2002）5.3节5.3.2条，按连续进水计算，调节池有效容积日处理水量最低必须达到35%，实际进水量20m3/h，计算得有效容积160m3。增加一个有效容积130m3（调节池尺寸为5.5m×4.5m×5.5m）池子与原调节池串联，对污水的水质水量波动起到均衡作用。3）取消原反硝化池4台回流水泵，在反硝化池与一级氧化池之间隔墙4.5m，高处，开5个DN100孔形成自流，保证反硝化时间，通过证明当进水的氨氮浓度达到50mg/L时，出水的浓度在5mg/L以下。4）首先，将中心管下端至反射板表面之间的缝隙高度调整至0.3mm，保证进水均匀，减少对沉淀区的干扰；其次，每天将沉淀池污泥返至调节反硝化池，充分利用池子容积利用率；最后，在竖流沉淀池内加装斜度60°六角PP乙丙共聚蜂窝斜管填料，用尼龙绳系在支架钢管上，斜板上部形成沉淀段，下部形成稳定的接触絮凝段，充分发挥絮凝和拦截作用，达到巩花与水分离的目的。5）在调节池、调节反硝化池内增加在线pH计；根据有关资料研究“在pH6.5~7.5之间时，氧化池中磷释放比较稳定，竖流沉淀池除浊度（硫酸铝）比较好，次氯酸钠消毒最佳”,及时监控调节池内生活污水pH，pH高于8或小于6时，及时进行酸碱中和调节，达到除氮、除磷及除浊度的最佳值。6）增加氧含量在线分析仪表，根据理论值进行计算：设计处理能力为25m3/h，一般运行量为20m3/h，最低运行量为13m3/h，进水BOD5最大值为400mg/L。出水约为10mg/L，按照传统的活性污泥空气需要量公式进行测算：Da=22.5~40m3/kg(BOD5)r，(BOD5)r代表BOD5去除量。满负荷运行风量约为3.8~6.5m3/min，一般运行时风量约为2.9~5.2m3/min，最低运行时风量约为1.9~3.4m3/min。为达到去除磷及BOD效果最佳，采用一级氧化池空气量70%、二级氧化池空气量30%计算得：一级氧化池一般运行时风量约为2~3.64m3/min，二级氧化池0.9~1.6m3/min，一级氧化池最低运行时风量约为1.3~2.4m3/min。二级氧化池0.6~1m3/min。操作过程中及时对一级氧化池、二级氧化池的阀门进行调节，严格控制氧化池氧含量在2~5mg/L。

5结语

通过对污水处理站的改造调试运行，解决了极寒天气下污水处理的各种问题，出水水质达标回用标准，为极寒地区污水处理运行积累了宝贵经验。

作者:陆继思 单位:呼伦贝尔驰宏矿业有限公司

【参考文献】

【1】郑晓萍.生活化污水处理回用于生产的技术开发[J].工业水处理，2007,27（12）：90-92.

【2】王白杨，凌晓，赵方方，等.ABR/复合好氧反应器/BAF处理中药废水[J].环境工程，2010,28（1）：33-35.

【3】饶学平.浅谈高速公路服务区的污水处理及回用技术[J].浙江建筑，2008，25（4）：50-52.

【4】郑伟俊，朱卫兵，涂勇，等.溧阳填埋场渗滤液处理提示改造工程实例.安微化工，2015，41（1）：85-57+90.