第29卷2008年.第6期有色冶金設(shè)計(jì)與研究2月德國(guó)污水處理技術(shù)應(yīng)用初探何小英(中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司,江西南昌330002)摘要]從排水體制、截流倍數(shù)、污水處理廠生物除磷脫氮設(shè)計(jì)計(jì)算等幾方面論述德國(guó)污水處理技術(shù)及在我國(guó)的應(yīng)用情況。[關(guān)鍵詞]排水體制;截流倍敷;污水處理廠;除磷脫氮;設(shè)計(jì);應(yīng)用中圖分類號(hào):X703文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1004 4345(2008)06- 0001-03An Approach to the Application of German Sewage Treatment TechnologiesHE Xiao- -ying(China Nerin Engineeing Co., Ltd, Nanchang, Jiangxi 30002, China)Abstract The paper describes the sewage treatment technologies of Germany from several aspects of drainage system,interception ratio , and design and calculation of biological phosphorus and nitrogen removals of sewage treatment plants , andsummarizes their applications in China.Keywords drainage system; interception ratio; sewage treatment plant; phosphorus and nitrogen removals; design; appication人的村莊居民接管率也已達(dá)90%，約93%下水道管1前言徑≤DN900 mm。2.2排水體制德國(guó)是世界.上環(huán)境保護(hù)工作開(kāi)展較早做得較好德國(guó)在中心城區(qū)主要采用雨污合流制，周邊及的國(guó)家,污水處理設(shè)施比較完善,目前已基本不需新新建地區(qū)主要采用分流制。合流制下水道的比例約建下水道和污水處理廠,在污水、污染物處理方面積占70%,分流制下水道比例約占30%。建有37 000累了很多值得借鑒的經(jīng)驗(yàn)。筆者有幸參加了有關(guān)部座合流制雨水池,其總池容1 400萬(wàn)m2,建有10 000門主辦的中德城市污水處理設(shè)計(jì)與建造技術(shù)培訓(xùn)，座分流制雨水凈化池,其總池容1 000萬(wàn)m',雨水均并赴德國(guó)柏林科隆等地考查學(xué)習(xí)。本文根據(jù)培訓(xùn)考需經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排入水體，大大改善了水體水質(zhì)。查親歷試從以下幾方面論述德國(guó)污水處理技術(shù)及在2.3截流倍數(shù)我國(guó)的應(yīng)用情況,供同行參考。德國(guó)年降雨量500~1 500 mm,季節(jié)分配均勻,區(qū)域降雨量變化較大,首都柏林年平均降雨量714mm,2排水 管網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)科隆市年平均降雨量798mm,合流制系統(tǒng)截流倍數(shù)為2~4,雨水進(jìn)污水處理廠進(jìn)行處理的量為2倍污2.1管網(wǎng)建設(shè)情況水,長(zhǎng)期的運(yùn)行實(shí)踐證明,由于降雨量季節(jié)分配均勻,德國(guó)總?cè)丝?200萬(wàn),公共排水管道總長(zhǎng)度約發(fā)生溢流的次數(shù)較少,政府允許20%雨水直接溢流,48萬(wàn)km。以轄區(qū)內(nèi)全部面積計(jì)算,排污管網(wǎng)密度如果不能滿足要求,則建造雨水調(diào)節(jié)池。1.11 km/km2,人均排污管道長(zhǎng)度達(dá)到5.8 m,居民接管率從1979年的84.5%上升到95%,即占全國(guó)人口3中國(guó)煤化工t人口的概念總數(shù)95%的居民的生活廢水已納入排污管網(wǎng)，其中10萬(wàn)人以上的大城市居民接管率超過(guò)98%,<2 000YHCNMH G人口EW計(jì)算,收稿日期:2008-10-26作者簡(jiǎn)介:何小英(1959- -), 女,中國(guó)瑞林工程技術(shù)有限公司副總工程師,教授級(jí)高級(jí)工程師,主要從事給排水設(shè)計(jì)研究工作。有色臺(tái)金設(shè)十與研究第29卷1EW按每人每天所產(chǎn)生的BOD,為60g,以EW表裘1晴天和一般情況下反硝化設(shè)計(jì)參考值示的負(fù)荷是根據(jù)-年中進(jìn)入污水處理廠濃度最大VwVr反硝化能力，以kgwkgBOD, i計(jì)上10-120的一個(gè)星期的BODs計(jì)算出來(lái)的.此方法直接反應(yīng)了前置反硝化同步反硝化污水處理廠污染物負(fù)荷，即實(shí)際需處理的污染物的).20.110.06量。而我國(guó)污水處理廠規(guī)模則以8處理污水量為主0.30.130.09要依據(jù),由于污水濃度不同,同等規(guī)模的污水處理廠0.40.140.12實(shí)際需處理的污染物量可能相差數(shù)倍,不便于進(jìn)行).s0.15工程投資對(duì)比分析,給污水處理能力的綜合評(píng)價(jià)帶表2處理程度及處理廠規(guī)模和最小泥齡的關(guān)系來(lái)困難。污水處理廠規(guī)樓處理程度<2萬(wàn)人口當(dāng)量≥10萬(wàn)人口當(dāng)量4污水處理廠生物除磷脫氮設(shè)計(jì)無(wú)硝化的污水處理4有硝化的污水處理08德國(guó)污水處理廠進(jìn)水總氮的濃度通常為35~設(shè)計(jì)溫度10C80m/L,總磷濃度10~25mg/L排放要求總氮的濃度硝化反硝化的污水處理通常為10~18 mg/L總磷濃度1~2 mg/L,根據(jù)進(jìn)水水VawV=0.2210質(zhì)及排放要求,德因污水處理廠基本上均需進(jìn)行除1311磷脫氮，在污水處理的脫氮除磷方面積累了很多值=0.4151得借鑒的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)?，F(xiàn)將德國(guó)污水處理技術(shù)協(xié)會(huì)=0(ATV)最新制定的城市污水設(shè)計(jì)規(guī)范A131中關(guān)于生硝化/反硝化和污泥穩(wěn)定25不推薦物除磷脫氮(硝化和反硝化)的曝氣池設(shè)計(jì)方法作簡(jiǎn)穩(wěn)定的污水處理要介紹。4.3剩余污泥量A131的應(yīng)用條件:進(jìn)水的COD/BOD3≤2,TKN/污泥產(chǎn)率系數(shù):Y=Y+YpBOD,≤0.25;對(duì)于具有硝化和反硝化功能的污水處式中:Y,為污泥總產(chǎn)率系數(shù),kgVSSAkgBOD;Y為剩余理過(guò)程,其反硝化部分的大小主要取決于:(1)希望.污泥產(chǎn)率系數(shù),kg干固體/kgBOD;Yp為同步沉淀的達(dá)到的脫氮效果;(2)曝氣池進(jìn)水中硝酸鹽氮NO3-N化學(xué)污泥產(chǎn)率系數(shù)(當(dāng)未投加化學(xué)混凝劑除磷時(shí)無(wú)和BOD,的比值;(3)曝氣池進(jìn)水中易降解BOD,占的比此項(xiàng)).kg干固體/kgBOD3。例;(4)泥齡0;(5)曝氣池中的懸浮固體濃度X;(6)污水剩余污泥產(chǎn)率系數(shù)Y與泥齡、進(jìn)水ss和BOD,溫度。的比例、溫度等有關(guān),約為0.52-1.22 kg干固體/4.1計(jì)算NovV(BOD3) i和VvVrkgB0D,可由公式計(jì)算:Now表示需經(jīng)反硝化去除的氮,它與進(jìn)水的BOD3Y=0.6[SS/(BOD}i +1]-0.072x0.60.xFV1 +0.080,xF之比決定了反硝化區(qū)體積Vow占總體積Vt的大小。式中:SSsi為進(jìn)水懸浮物濃度,m/L。由氮平衡計(jì)算Now 1 (BOD)i: Now= N-N_-N_-N,F=1.0721(-49式中:N為進(jìn)水總凱氏氮,mg/L;N..為出水中有機(jī)氮,式中:T為污水設(shè)計(jì)溫度,10C。一般取 1~2 mg/L; Nm為出水中無(wú)機(jī)氮之和,包括氨剩余污泥量:N=QY[(BOD3)i- (BOD3)e ]/1 000氮硝酸鹽氮和業(yè)硝酸鹽氮，是排放控制值,按德國(guó)標(biāo)式中:Q為設(shè)計(jì)污水流量,m2/h;(BOD}e為出水5日生準(zhǔn)控制在18 mg/L以下,一般出水中氨氮和業(yè)硝酸鹽化需氧量,mg/L。氮均為0,故該項(xiàng)主要是硝酸鹽氮;:Ns為剩余污泥排4.4計(jì)算曝氣池體積V出的氮，等于進(jìn)水BOD,的0.05倍,mg/L ;(BOD)ji為根據(jù)表3選定曝氣池中的活性污泥濃度X (MLSS9。進(jìn)水5日生化需氧量。由此可計(jì)算Now/(BOD3ji之值,表3曝氣池中活性污泥濃度的推薦值然后從表1查得Vow/ VT?；钚晕勰酀舛萖,kg/m'4.2泥齡θ。右初沉油無(wú)初沉池泥齡0.是活性污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)無(wú)硝中國(guó)煤化工-3.5-4.5間,即:,;=曝氣池中的活性污泥量/每天從曝氣池系統(tǒng)硝化科YH ;CNMHG排出的剩余污泥量(d),根據(jù)要求達(dá)到的處理程度和帶污泥穩(wěn)定4.0-5.0污水處理廠的規(guī)模,從表2選取應(yīng)保證的最小泥齡。除磷(加混凝劑間步沉淀)第6期德國(guó)污水處理技術(shù)應(yīng)用初探應(yīng)特別注意，必須校核二沉池能否使曝氣池中境兩因素。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的截流倍數(shù)1~5網(wǎng),選擇的活性污泥濃度達(dá)到所選取的X值。所以,曝氣池的范圍較大,這就要求設(shè)計(jì)人員需依據(jù)當(dāng)?shù)氐木唧w條體積為:V-=(BOD)ixQx.xY/X ;V=VortVN件進(jìn)行合理選擇，如受納水體的環(huán)境容量,早流污水4.5回流比的水質(zhì),城市的降雨強(qiáng)度及季節(jié)變化情況等。德國(guó)采內(nèi)循環(huán)回流比R1=QR1/Q,外循環(huán)回流比R2=用的截流倍數(shù),比我國(guó)某些地區(qū)還低,事實(shí)證明,由于QR2/Q,總回流比R=R1+R2。選擇合理,達(dá)到了環(huán)境要求。在前置反硝化工藝中，硝酸鹽氨通過(guò)內(nèi)循環(huán)和5.3生物除磷脫氮的計(jì)算外循環(huán)回流進(jìn)入反硝化區(qū)。只要回流的硝酸鹽氨不由于德國(guó)ATV標(biāo)準(zhǔn)中的計(jì)算公式及表格既有超過(guò)表1中的反硝化能力,則可能達(dá)到的最大反硝理論又有經(jīng)驗(yàn)的累積,計(jì)算概念清晰,特別方便操作,化程度取決于回流比R。因此,可根據(jù)反硝化率Erw計(jì)算結(jié)果都能滿足我國(guó)規(guī)范要求。多年以前,中國(guó)瑞計(jì)算所需的最小回流比:En=Nv(Nor+N.);所靄的最林工程技術(shù)有限公司污水處理廠除磷脫氮的設(shè)計(jì)計(jì)小回流比:R=1/(1-EN)-1算就已開(kāi)始采用德國(guó)生物除磷脫氮(硝化和反硝化)式中:Exw為反硝化率;N。為出水硝酸鹽氮,mg/L。的曝氣池設(shè)計(jì)方法，在該技術(shù)應(yīng)用方面先行了一步。-般在前置反硝化工藝中,回流比取2.0。若希我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)CECS 149:2003《城市污水生物脫氨除磷處望進(jìn)一步提高反硝化率,可繼續(xù)提高回流比。但必須理設(shè)計(jì)規(guī)程》也借鑒了該計(jì)算方法。應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意以注意,最大回流比為4.0,且回流比較高時(shí)存在著將過(guò)下幾個(gè)問(wèn)題:(1)關(guān)于氮平衡計(jì)算,出水N.應(yīng)根據(jù)實(shí)多的溶解氧帶入反硝化區(qū)的危險(xiǎn)。為了減少循環(huán)回際進(jìn)水水質(zhì)和出水要求確定,我因通常取8 mg/L左流中的溶解氧,可在曝氣池末端設(shè)置隔離區(qū)域,減少右。(2)德國(guó)污泥產(chǎn)率計(jì)算公式中,Y是污泥總產(chǎn)率系該區(qū)中的曝氣量。數(shù)(kgMILSS/kgB0D),不僅包括揮發(fā)性懸浮固體VSs,4.6生物除磷計(jì)算還包括無(wú)機(jī)懸浮固體和難降解有機(jī)懸浮固體。我國(guó)如果進(jìn)水濃度P>5 mg/L,一般采用生物除磷;規(guī)范規(guī)定污泥總產(chǎn)率系數(shù)宜根據(jù)試驗(yàn)資料確定，無(wú)試P<5 mg/L,-般采用化學(xué)除磷。在曝氣池前設(shè)厭氧池,驗(yàn)資料時(shí),有初沉池時(shí)取0.3,無(wú)初沉池時(shí)取0.6~1.0。水力停留時(shí)間為0.5~0.75 h,流量用最大晴天流量與回但設(shè)計(jì)時(shí)通常無(wú)試驗(yàn)資料,取值范圍大,難以把握,因流污泥量之和計(jì)算。1 kgBOD,可去除0.025 kg磷。此該計(jì)算公式對(duì)我國(guó)具有較大的參考價(jià)值?？紤]到我國(guó)生活習(xí)慣與德國(guó)的差異,污水中有機(jī)物比重低,5德國(guó)污 水處理技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用有機(jī)物中脂肪含量低,碳水化合物含量高,污泥產(chǎn)率較德國(guó)小,故需乘以一一個(gè)修正系數(shù)0.8~0.9。(3)混合液5.1關(guān)于排水體制懸浮固體濃度X,關(guān)系到工程造價(jià),運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)和出水水目前在我國(guó)舊城區(qū)排水體制主要還是采用雨污質(zhì)應(yīng)慎重選取,在缺乏試驗(yàn)資料和經(jīng)驗(yàn)時(shí),可以按表3合流制,只是在新建區(qū)域采用雨污分流制,兩種排水選用。(4)根據(jù) 要求達(dá)到的處理程度和污水處理廠的體制各有利弊,綜合比較結(jié)果,分流制是比較先進(jìn)的,規(guī)模，從表2選取應(yīng)保證的最小泥齡。該表是根據(jù)理因此我國(guó)規(guī)范規(guī)定新建地區(qū)的排水系統(tǒng)宜采用分流論計(jì)算又參照運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的,并不隨進(jìn)水水質(zhì)制。一般來(lái)說(shuō)老城區(qū),特別是中心城區(qū)域,建筑密度的變化而改變,因此可以在我國(guó)設(shè)計(jì)中采用,污水處大,街道狹窄,改造時(shí)涉及千家萬(wàn)戶,需要大面積破理廠規(guī)?？梢哉鬯愠扇丝诋?dāng)量。(5)關(guān)于生物除磷,我國(guó)路、拆遷,難度大施工復(fù)雜,工程投資大,若將合流制城市污水中總磷TP的濃度一般為 2~6 mg/L,通常采排水系統(tǒng)全部改造成分流制是不現(xiàn)實(shí)的。用生物除磷,生物除磷時(shí),污水中的BOD/TP宜>17月，德國(guó)排水系統(tǒng)中合流制約占70%,參照德國(guó)的當(dāng)出水總磷濃度要求在0.5 mg/L以下時(shí)，需輔以化運(yùn)行經(jīng)驗(yàn),對(duì)于合流制管網(wǎng),只要采用合理、科學(xué)的截學(xué)除磷。(6)我國(guó)規(guī)范規(guī)定厭氧池水力停留時(shí)間宜采流方式,同樣可以達(dá)到防止污染、保護(hù)環(huán)境的效果。用1~2 h,流量按進(jìn)水流量(不包括回流污泥量)計(jì)算,因此筆者認(rèn)為老城區(qū)應(yīng)視具體情況而定，雨污合流如果按德國(guó)的算法考慮回流污泥量(回流比100%),制不一定要改造成分流制，可因地制宜改造成截流則水力停留時(shí)間0.5~1 h。式合流制系統(tǒng)。5.2關(guān)于截流倍數(shù)中國(guó)煤化工截流倍數(shù)的確定主要是依據(jù)經(jīng)濟(jì)條件和環(huán)境要1]::HCNM H C.200計(jì)手冊(cè)-城鎮(zhèn)摔水(第s求的合理性,截流倍數(shù)越大,其環(huán)境污染的程度越輕,而截流管的基建投資越大"。因此,任何一項(xiàng)設(shè)計(jì)都[2] CB 50014- 2006,室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].必須找到一個(gè)合理的截流倍數(shù),必須兼顧經(jīng)濟(jì)和環(huán)3] CECS 149- 2003，城市污水生物脫氮除磷處理設(shè)計(jì)規(guī)程[S].