2011年39卷第23期廣州化工.127●城市污水污水處理廠氮磷去除的研究劉傳偉，孫書群(合肥工業(yè)大學資源與環(huán)境工程學院，安徽合肥230000)摘要:城市污水處理廠的氮磷的去除成為較難控制的目標,已經(jīng)成為我國目前多數(shù)污水處理廠的現(xiàn)狀。本文從十五里河污水處理廠設計工藝流程,實際運行條件出發(fā),選取污水處理廠運行兩個月的數(shù)據(jù)分析人手,分析進水條件,實際控制條件,得出氮磷不達標的原因,同時給出結(jié)論和建議。關(guān)鍵詞:城市污水處理廠;氨氮;總磷;混凝Research of Nitrogen and Phosphorus Removal in Urban SewageWastewater Treatment PlantLIU Chuan - wei, SUN Shu - qun( School of Resources and Environmental Enginering, Hefei University of Technology , Anhui Hefei 230000, China)Abstract: The nitrogen and phosphorus removal in urban sewage treatment plant became more difficult to control ,and was the present situation of most sewage treatment plants. From ten miles river sewage treatment plant design process ,and the actual operation conditions and the data of two months’operation of the plant were analyzed. The water condi-tions, and actual control condition were aslo analyzed. The reason of nitrogen and phosphorous non - compliance was gotand the conclusions were proposed.Key words: the wastewater treatment plants ; ammonia nitrogen; total phosphorus ; coagulation表1十五里河污水處理廠 設計進水水質(zhì)1項目概況項目設計水質(zhì)合肥市十五里河污水處理廠工程規(guī)模為5萬m'/d,是利用BOD,150 ~ 180亞洲開發(fā)銀行貸款-合肥市城市環(huán)境改善項目之- -。工藝為氧COD320 ~380化溝工藝" ,經(jīng)深度處理后排水十五里河,最終進入巢湖。十五里河污水處理廠出水執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》ss166 -200GB18918 -2002中- -級標準的A級標準。工藝流程見圖1。33 -40微風機房{切藥間h [設備問]25 ~30反沖水、5TI4-5.水溫/C10~25pH6~9國流圬混注:除水溫和pH值外,其它指標單位均為mg/L。剩余污! r-{沖洗水樓水池表2 +五里河污水處理廠設計出水水質(zhì)出水(mg/L)圖1工藝流程≤102進出水水質(zhì)情況≤50中國煤化工:10表1為2011年6月1日到7月29日+五里河污水處理廠設計進水水質(zhì)數(shù)據(jù),表2為十五里河污水處理廠設計出水水質(zhì)總氮(以NMHCN MH G1s數(shù)據(jù)。作者簡介:劉傳偉(1981 - ),男,研究生,主要從事水污染控制I程方向研究。.●128.廣州化工2011年39卷第23期續(xù)表氨氮(以N計)≤5水溫10-25TP≤0.5wvMvM→CP注:除水溫和pH值外,其它指標單位均為mg/L。1 357911131517 1921232527 293進出水數(shù)據(jù)分析團67月份進水C/P3.1 總氮去除分析古猾出李冒霜比較6.7月份進水C/N比及出水總氮的數(shù)據(jù)見圖2-圖4。3.50r3.000.s+CN0.00年1357911131517 1921 2325 2729 "圈7 6.7 月份出水總磷團2 6月份進水C/N(1)比較6.7月份進出水數(shù)據(jù),實際進水水質(zhì)的COD .BOD,5.00比設計的要低，而TP比設計的進水要高。出水總磷濃度-直不能正常達標。(2)對于生物除磷工藝,要求BOD,/P=33 - 100時4),而十.00IVMmn五里河的實際的運行資料表明在6月份污水處理中BOD,/TIN.BOD,/P的比值均未達到設計的要求，所以這也造成出水標準達357 9 113151719212229 2527291不到一級A標準'5團37月份進水C/N(3)生物除磷是新工藝，近二十年來受到了廣泛的重視和研究。它是利用微生物在好氧條件下對污水中溶解性磷酸鹽的過七月份總款量吸收作用,然后沉淀分離而去除磷。在好氧部分碳源不足的情況下會造成去除率低下(0。4工藝及構(gòu)筑物分析wMwMwN4.1設計工藝流程簡介1131517192123252729十五里河污水處理廠采用微曝氧化溝生物處理工藝和微絮凝過濾深度處理工藝。團46.7 月份出水總氮污水通過進水渠道進人裝有粗格柵的格柵間,在此攔截污(1)比較6.7月份進出水數(shù)據(jù),實際進水水質(zhì)的CoD、BOD,水中較大雜質(zhì):然后由污水泵提升進人出水井.經(jīng)細格柵進- 步比設計的要低，而TN比設計的進水要高。而6月份污水處理廠去除水中雜質(zhì)后,進人曝氣沉砂池去除砂礫;沉砂池出水進入氧的總氮出水指標要遠低于7月份總氮的出水指標?；瘻?前面帶厭氧區(qū)) ,去除BOD, .N.P等污染物;氧化溝出水經(jīng)(2)從理論上講, BOD,/TN>2.86才能有效地進行生物脫沉淀池沉淀分離， 去除懸浮物;沉淀池出水經(jīng)取水泵房再次提升氮,實際運行資料表明,只有當BOD,/TN >3時才能使反硝化正進入深度處理單元,經(jīng)加藥、在反應池內(nèi)混凝后形成微小絮體，常運行2。當BOD/TN=4~5時,氮的去除率大于60% ,磷的再進入砂濾池進-步去除水中的懸浮物和附著的有機物:濾池去除率也可達60%左右甲。出水進入紫外線消毒渠道，去除糞大腸桿菌,抑制細菌再生,達里1(3)7月份的進水CN比值要好于6月的進水C/N,而從結(jié)到排放水體的要求,最終尾水排入巢湖。果上也可以看出進水碳源成為制約總氮去處的一一個重要因素。除磷["]同時為保證出水除磷效果,采用生物除磷的同時輔佐化學3.2總磷去除分析比較6.7月份進水CN比及出水總氮的數(shù)據(jù)見下圖5~圖7。生物處理產(chǎn)生的剩余污泥、化學除磷過程產(chǎn)生化學污泥由剩余污泥泵提升連續(xù)進人貯泥池.同時濾池反沖的懸浮物經(jīng)沉淀后間歇進人貯泥池,然后貯泥池內(nèi)污泥一同進 人脫水機進行濃縮脫水脫水后泥餅外運”1。生物處理過程的回流污泥自沉淀池排出pNwM中國煤化工MHCNMH G .135791511921232729圄5 6月份進水C/P.2011年39卷第23期廣州化工.129.4.2工藝設計參數(shù)除磷污泥:0. 697 ( DS)/d,含水率99.2% ,污泥量87 m'/d;因為在污水處理中兼顧脫氮除磷于一體,工藝采用的是前厭氧區(qū)容積:2 083 m'，缺氧區(qū)容積3 444 m' ,好氧區(qū)容積置厭氧的微暴氧化溝(A20)形式,在已有設計對比中氧化溝具10 967 m'。單線氧化溝總?cè)莘e為16 494 m'。有投資及運行費用少,經(jīng)濟效益高,同時因為較長的污泥齡,污混凝沉淀池設計參數(shù):最大流量:Qm. = 69000 m'/d =0.799 m'/s;泥已經(jīng)處于穩(wěn)定的狀態(tài),不需要進行消化即可進行脫水處理?；旌蠒r間:2.0 min;絮凝(接觸)時間:2.5 min;十五里河污水處理廠氧化溝設計基本參數(shù)為:從設計工藝來看,設計工藝上有脫氮除磷的要求,在氧化溝泥齡SRT(厭氧+缺氧+好氧):15 d;出水加藥除磷,同時在濾池前混凝池加藥去除懸浮物。現(xiàn)對工污泥負荷:0. 103 kg BOD/kgMLSS . d;藝及構(gòu)筑物影響氮磷去除部分進行分析如下。污泥濃度:4 000 mg/L;水力停留時間(厭氧2h+缺氧3.3h+好氧10.5 h):15.8h(1)實際運行過程中要在厭氧工序上除磷,但是在設計過程中厭氧池進水是從曝氣沉沙池過來,同時加上回流的污水中攜(平均);帶的的溶解氧,使前置的厭氧段并非處于嚴格的的厭氧條件,影污泥回流比:50% ~ 100% ;響到厭氧釋磷效果;所以曝氣沉沙池應為旋流沉沙池，避免帶入最大內(nèi)回流比:300% ;溶解氧到厭氧池中。實際需氧量:17 015 kg/d;剩余污泥:8.' 774 (DS)d,含水率99.2%,1 097 m'/d;表37 月份部分溶解氧數(shù)據(jù)日期緩流板前/后沉沙池出口1#厭氧池DO1#缺氧池DO外回流前后7.220.982. 345.600.970.141.620. 100.102.247.230. 191.352. 500. 130.11:0. 100.09o. 10，0.10 .2.227.240.212.412. 620.170.130.082.177. 250.282. s0.192.327.260.782.270.10.241.927.270.181.741.050.300.077. 282. 072. 140.29).131. 897.291. 960. 162.16注:取部分數(shù)據(jù)。從上表中可以看出,在曝氣沉沙池出口污水含較高的溶解不夠,不能形成較大礬花。氧,同時外回流也帶有一-定溶解氧。 通過比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)厭氧區(qū)①現(xiàn)取二沉池出水做現(xiàn)場小試實驗,根據(jù)現(xiàn)場運行時間情屬不嚴格的厭氧條件,而在缺氧段溶解氧較低,也屬厭氧條件，況,投配比濃度達到25 mg/L為最佳效果。在這種情況下會影響到反硝化運行。所以在運行過程中未達到表4現(xiàn)場混凝小試理論設計標準。(2)因先經(jīng)歷厭氧段,缺氧段的反硝化過程不能優(yōu)先從污水時間/ min沉降情況中獲取碳源,當污水中有機物濃度低時,反硝化過程會因得不到有細小礬花形成充足的碳源不能正常進所以可考慮另投碳源,但是會帶來相應同上成本的增加。但是通過上表溶解氧可以看出,在整個缺氧區(qū)溶有細小礬花開始下沉解氧都比較低,處于厭氧的條件,不能處在缺氧環(huán)境中去。所以持續(xù)下沉,但未形成較大礬花會對去除TN造成影響,進而影響到出水水質(zhì)。因為COD去除持續(xù)下沉,但仍未形成較大礬花效果較好,所以可考慮在氧化溝中通過溝道曝氣調(diào)整,增加反硝持續(xù)下沉但,仍有較多懸浮狀態(tài)化區(qū)容積,使反硝化充分,提高去除率9。有較大礬花形成(3)本工藝在除磷的設計上,通過生物除磷和化學除磷的方法去除污水中的TP,通過現(xiàn)場小試，發(fā)現(xiàn)在比較兩種不同廠商沉15有較大礬花形成,持續(xù)下沉淀效果后,磷去除率最高為70% ,所以要想最終排水達標，生物完成沉降處理后即氧化溝出水的TP濃度1.5 mg/L。設計工藝加藥處有兩處,化學除磷在設計上的加藥點在氧表5總磷的去除化溝出水處,但是存在著投加量不夠均勻,同時在加藥后的含磷二沉池出水IP中國煤化工靜沉10 min污泥仍參與污泥循環(huán)重新回到生化系統(tǒng)中去,對生化系統(tǒng)造成1. 44 mg/LTYHCNM H G 0.58 mg/L一定的影響,同時影響到磷的去除率[10]。所以不建議采用在氧化溝出口投加藥劑,應改在混凝池投加。(下轉(zhuǎn)第141頁)同時對于在混凝沉淀池投加藥品后,具現(xiàn)場觀察,停留時間.2011年39卷第23期廣州化工。141●勵制度,對開展工廠的節(jié)能工作有巨大的推動作用。因為這樣的內(nèi)在需要,另-方面也是企業(yè)社會責任的體現(xiàn)。天業(yè)集團工可以提高天業(yè)員工節(jié)能意識、激勵員工在日常工作中時時處處程技術(shù)人員應不斷跟蹤、了解和掌握化工電氣節(jié)能新技術(shù)、新設注意節(jié)能。備,在確保工藝裝置安穩(wěn)運行的前提下積極實施節(jié)能技術(shù)改造2.2.3設 備管理-加強運行維護工作。提高新疆天業(yè)(集團)有限公司設備的檢修工作,使整個系統(tǒng)維持良好的運行狀態(tài)。例如檢修天業(yè)電動機,使轉(zhuǎn)子與定子參考文獻問的氣隙均勻或者減小,或減小轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時的摩擦,能降低電能[1]. http://www. xj - tianye. com :8080// gngijanjie. htm損耗,又如將接頭接觸不良、嚴重發(fā)熱的導線或嚴重漏電的導線[2] 趙純禹. 談石油化工企業(yè)電氣的主要節(jié)能方法[J].第三屆石油和檢修好,這不僅保證了安全供電,而且電能損耗也得以減少。對化工節(jié)能論壇,2007(5) :238 -245.于其他設施,同樣加強維護保養(yǎng),臧少水、氣、熱等能源損耗。[3] 羅穎雋. 化工企業(yè)電氣節(jié)能方法綜述[J].廣東化工,2010(6):248 -251.3結(jié)語[4] 胡永剛. 淺談化工企業(yè)電氣節(jié)能技術(shù)的應用[J].化學工程與裝備，2010(9):91 -94.天業(yè)電氣節(jié)能是一項長期而系統(tǒng)的工作,除了重視節(jié)能設[5] 任廣 強,楊福華.變頻技術(shù)在石油化工企業(yè)中的應用[J].內(nèi)蒙古備、節(jié)能技術(shù)外,還應制定科學合理的管理制度。要正確處理天科技與經(jīng)濟,2009(8) :96 -99.業(yè)化工建設投資與運行成本,近期投資與遠期使用的關(guān)系。應[6]趙瑛.淺析“電氣節(jié)能措施"在石油化I企業(yè)的應用[J].電氣應用:樹立企業(yè)節(jié)能與工藝安全運行并重的思想,在設計和設備選型建筑電氣?？?2006(4):44 -48.過程中就要重視節(jié)能,避免出現(xiàn)新項目、新設備不節(jié)能的情況。[7] 陳黔寧. 化工企業(yè)電氣節(jié)能淺議[J].2010年管理論叢與技術(shù)研究在天業(yè)設備的運行和管理中要大力推廣電氣節(jié)能技術(shù),同時注專刊,2010:10- 14.重企業(yè)用電管理以此提高電能利用率。天業(yè)集團電氣節(jié)能工作[8] 徐志國 電力節(jié)能降耗技術(shù)的研究[ D].東南大學,2007.有著廣闊的空間,一方面這是企業(yè)精細化管理和自身經(jīng)濟效益(上接第129頁)②同時取濾池進水可以觀察到仍有較多懸浮物為能形成大粒徑礬花。也即混凝沉淀池部分存在停留時間不足。通過上述[1] 區(qū)岳州,胡勇 有氧化溝污水處理技術(shù)及工程實例[ M].北京:化學現(xiàn)場小試發(fā)現(xiàn)混凝階段存在時間不足的情況。工業(yè)出版社,2005 :39 -42.[2] 北 京市環(huán)境保護科學研究院等主編.三廢處理工程技術(shù)手冊:廢水5結(jié)論及建議卷[M].化學工業(yè)出版社,000:564 -576.[3]高廷耀,顧國維.水污染控制工程[M].北京:高等教育出版社,5.1結(jié)論2004:251 -267.(1)城市污水處理廠在應對高濃度氮磷廢水時,因碳源不足[4] 張辰 ,俞建中.污水處理新技術(shù)在石洞口污水處理廠的應用[C].污的情況下處理效果受到限制。水除磷脫氮技術(shù)研究與實踐[ A].天津:中國土木工程學會水工業(yè)(2)氧化溝工藝,構(gòu)筑物設計上會影響到處理效果。曝氣沉分會排水委員會,000:131 - 135.沙池在設計上慎用,容易影響后續(xù)處理工序。[$] 國家環(huán)保 總局.城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準中一級標準的A(3)除磷I藝加藥環(huán)節(jié)在氧化溝出水處較難控制,而在后續(xù)級標準GB18918 - 2002[S].北京:中國環(huán)境科學出版社.混凝池中設計時要有足夠的停留時間,避免造成加藥時混凝池6] 鄧榮森.氧化溝污水處理理論與技術(shù)[ M].北京:化學工業(yè)出版社,2011 :69 -80.水力停留時間不夠。[7}北京市政工程工程 設計研究總院.城鎮(zhèn)排水[ M].北京:中國建筑5.2建議工業(yè)出版社2004 :42 -453.(1)城市污水處理廠處理生活污水時,可考慮引部分工業(yè)[8] 張自杰 環(huán)境工程手冊-水污染防治手冊[M].北京:高等教育出廢水做為碳源補充我過生活污水中碳源不足問題。版社,1996:738 -741.(2)對于TN的去除,可考慮通過在氧化溝溝道中控制曝氣[9] 鄭興燦,李亞 新.污水除磷脫氮技術(shù)[ M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,1998 :26 - 230.區(qū)域來增加缺氧容積,提高TN去除率。[10]念東,王佳偉,中國煤化，工徐磷效果及運行成本研究[J].給TYHCNMHG