極寒地區(qū)污水處理站運行問題及對策論文
【摘要】針對極寒地區(qū)某生活污水處理站運行中存在的問題進行了討論，對極寒天氣條件下生物法生活污水處理站水溫不夠、懸浮物高、水質(zhì)波動大及運行中檢測不及時等問題進行攻關(guān)，并提出了相應(yīng)的解決措施，最終滿足回用水標準，解決了企業(yè)生活廢水排放的瓶頸問題。
【關(guān)鍵詞】極寒地區(qū)；生活污水處理站；水溫；懸浮物；氧含量
1引言
在倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展理念的今天，企業(yè)在完成經(jīng)濟效益的同時要承擔(dān)其應(yīng)有的社會責(zé)任，企業(yè)的環(huán)保意識和環(huán)保水平成為企業(yè)經(jīng)營能力和管理水平的標準；隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，企業(yè)的環(huán)保意識逐步提高，生活污水處理設(shè)備普遍進入企業(yè)使用，但由于極寒地區(qū)天氣因素，生活污水處理站運行指標難以達到設(shè)計要求。為了向企業(yè)后段工藝提供優(yōu)質(zhì)水源，避免給后段工藝造成影響，需要對生活污水處理站進行技術(shù)改造，使回用水質(zhì)達到設(shè)計要求[1]。
2生活污水處理工藝簡介
2.1生物法生活污水處理原理
生活污水處理站主要采用AO法工藝處理生活污水。
2.2工藝流程
生活污水處理站設(shè)計規(guī)模為600m3/d；生活污水主要來自生產(chǎn)區(qū)域生活用水、辦公及生活區(qū)域用水產(chǎn)生的廢水（見圖1）。生活廢水自流至暗渠，流經(jīng)格柵，去除尺寸較大的懸浮物后進入調(diào)節(jié)池，經(jīng)一級提升泵送入調(diào)節(jié)反硝化池脫氮，進入一級氧化池與二級氧化池去除大部分化學(xué)需養(yǎng)量COD、NH-N、磷、固體懸浮物后，進入豎流沉淀池進行泥水分離[2]。豎流沉淀池出水進入中間水池，通過二級提升泵送入石英砂與活性炭過濾器去除污染物質(zhì)，活性炭過濾器出水經(jīng)次氯酸鈉殺菌消毒后進入生活污水儲水池收集，并通過回用泵，回用生產(chǎn)部分作沖廁所和綠化之用[3]。二級接觸氧化池內(nèi)設(shè)有循環(huán)泵，將污泥送至調(diào)節(jié)反硝化池脫氮。豎流沉淀池污泥通過污泥回流泵送至調(diào)節(jié)反硝化池及污泥池，污泥上清液自流進入調(diào)節(jié)反硝化池進一步處理，底泥用罐車拉至防滲漏渣場進行填埋[4]。調(diào)節(jié)池、調(diào)節(jié)反硝化池等池體與風(fēng)管連接，產(chǎn)生的臭氣通過離心機送入活性炭吸附碳除臭，避免產(chǎn)生二次污染。
2.3進出水水質(zhì)
生活污水進出水質(zhì)如表1所示。實際運行中5日需養(yǎng)量BOD5、SS、氨氮、總磷等指標均未達到標準，其余指標達標。
3存在的問題
1）進入污水調(diào)節(jié)池的進水水溫過低（1）由于北方冬春季室外溫度為-35~-47℃，企業(yè)為了防止生活水管凍裂，生活用水處于長流水狀態(tài)，進入生活污水調(diào)節(jié)池的進水水溫最低1~5℃。（2）冬春季調(diào)節(jié)池出水溫度比夏季溫度低20℃，出水溫度為10℃；調(diào)節(jié)池、調(diào)節(jié)反硝化池與周邊環(huán)境溫差較大，向周圍環(huán)境散熱較快，調(diào)節(jié)反硝化池溫度只能維持在8~10℃。2）早晚進水水質(zhì)、水量波動大設(shè)計處理量600m3/d，調(diào)節(jié)池有效容積33m3，停留時間41min。由于進水分別來自廠區(qū)和生活區(qū)，廠區(qū)水溫較低水中含的有機物會減少，生活區(qū)水溫較高水中含的有機物多，調(diào)節(jié)池偏小，停留時間偏短，調(diào)節(jié)池起不到收集均質(zhì)作用，影響反硝化池的脫氮。3）反硝化池廢水硝化時間短反硝化池容積77m3，氧化池容積280m3，按照A/O工藝設(shè)計的要求，A級與O級停留時間比大于1:3，但由于原設(shè)計采用4臺20m3/h回流水泵運行控制流量，保證不了反硝化池液位及停留時間，影響反硝化池的脫氮效果。4）豎流沉淀池中有大量礬花上浮，上清液混濁，出水水質(zhì)懸浮物不合格（1）發(fā)現(xiàn)豎流沉淀池污泥為8d打至調(diào)節(jié)反硝化池及污泥池，而每天產(chǎn)濕污泥體積1.2m3，超出沉淀池中的污泥有效容積5.2m3；(2)通過計算后，發(fā)現(xiàn)中心管下端至反射板表面之間的縫隙高度未在0.25~0.50mm范圍內(nèi)，導(dǎo)致沉淀池中有大量礬花上浮，上清液混濁，后續(xù)出水水質(zhì)懸浮物不合格。5）設(shè)計系統(tǒng)陳舊，調(diào)節(jié)池?zé)o在線pH計、氧化池氧含量分析儀表；監(jiān)測嚴重滯后導(dǎo)致水質(zhì)指標無法滿足后續(xù)工藝要求。
4改進措施
1）要使硝化池的廢水保持在所要求的溫度，須在調(diào)節(jié)池內(nèi)通過技術(shù)改造增加蒸汽加熱（見圖2）。當前段池內(nèi)溫度達不到25℃時，通過手動調(diào)節(jié)蒸汽截止閥進行加熱達到所需溫度，經(jīng)一級提升泵送入調(diào)節(jié)反硝化池。極寒天氣下平均處理量20m3/h，調(diào)節(jié)池進水溫度為1~5℃，每小時使用蒸汽量為(蒸汽壓0.35MPa)：Q吸=c水×m水×Δt=1.092×109J；Q放=Q吸=1.092×109J因為Q吸=Q放=m蒸汽×q蒸汽，所需蒸汽的質(zhì)量：m蒸汽=Q放/q蒸汽=2.87t。式中，Q吸為物質(zhì)的吸收熱量，J;Q放為物質(zhì)的放出熱量，J；C水為水的比熱容，J/（kg℃）;m水為水的質(zhì)量，kg;m蒸汽為蒸汽的質(zhì)量，kg；q蒸汽為蒸汽的質(zhì)量能（熱值），J/kg;Δt為物質(zhì)的變化溫度，℃。2）目前調(diào)節(jié)池有效容積為33m3，依據(jù)《建筑中水設(shè)計規(guī)范》（GB50336—2002）5.3節(jié)5.3.2條，按連續(xù)進水計算，調(diào)節(jié)池有效容積日處理水量最低必須達到35%，實際進水量20m3/h，計算得有效容積160m3。增加一個有效容積130m3（調(diào)節(jié)池尺寸為5.5m×4.5m×5.5m）池子與原調(diào)節(jié)池串聯(lián)，對污水的水質(zhì)水量波動起到均衡作用。3）取消原反硝化池4臺回流水泵，在反硝化池與一級氧化池之間隔墻4.5m，高處，開5個DN100孔形成自流，保證反硝化時間，通過證明當進水的氨氮濃度達到50mg/L時，出水的濃度在5mg/L以下。4）首先，將中心管下端至反射板表面之間的縫隙高度調(diào)整至0.3mm，保證進水均勻，減少對沉淀區(qū)的干擾；其次，每天將沉淀池污泥返至調(diào)節(jié)反硝化池，充分利用池子容積利用率；最后，在豎流沉淀池內(nèi)加裝斜度60°六角PP乙丙共聚蜂窩斜管填料，用尼龍繩系在支架鋼管上，斜板上部形成沉淀段，下部形成穩(wěn)定的接觸絮凝段，充分發(fā)揮絮凝和攔截作用，達到鞏花與水分離的目的。5）在調(diào)節(jié)池、調(diào)節(jié)反硝化池內(nèi)增加在線pH計；根據(jù)有關(guān)資料研究“在pH6.5~7.5之間時，氧化池中磷釋放比較穩(wěn)定，豎流沉淀池除濁度（硫酸鋁）比較好，次氯酸鈉消毒最佳”,及時監(jiān)控調(diào)節(jié)池內(nèi)生活污水pH，pH高于8或小于6時，及時進行酸堿中和調(diào)節(jié)，達到除氮、除磷及除濁度的最佳值。6）增加氧含量在線分析儀表，根據(jù)理論值進行計算：設(shè)計處理能力為25m3/h，一般運行量為20m3/h，最低運行量為13m3/h，進水BOD5最大值為400mg/L。出水約為10mg/L，按照傳統(tǒng)的活性污泥空氣需要量公式進行測算：Da=22.5~40m3/kg(BOD5)r，(BOD5)r代表BOD5去除量。滿負荷運行風(fēng)量約為3.8~6.5m3/min，一般運行時風(fēng)量約為2.9~5.2m3/min，最低運行時風(fēng)量約為1.9~3.4m3/min。為達到去除磷及BOD效果最佳，采用一級氧化池空氣量70%、二級氧化池空氣量30%計算得：一級氧化池一般運行時風(fēng)量約為2~3.64m3/min，二級氧化池0.9~1.6m3/min，一級氧化池最低運行時風(fēng)量約為1.3~2.4m3/min。二級氧化池0.6~1m3/min。操作過程中及時對一級氧化池、二級氧化池的閥門進行調(diào)節(jié)，嚴格控制氧化池氧含量在2~5mg/L。
5結(jié)語
通過對污水處理站的改造調(diào)試運行，解決了極寒天氣下污水處理的各種問題，出水水質(zhì)達標回用標準，為極寒地區(qū)污水處理運行積累了寶貴經(jīng)驗。
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