污水處理廠尾水強(qiáng)化型前處理系統(tǒng)運(yùn)行分析

污水處理廠尾水強(qiáng)化型前處理系統(tǒng)運(yùn)行分析

新技術(shù)包括高處理污染物、投資低、運(yùn)營(yíng)成本低等優(yōu)點(diǎn)，以及利用低污染物排放技術(shù)為廢水深度處理提供技術(shù)支持。觀瀾河為深圳市二級(jí)水源保護(hù)區(qū),其水質(zhì)按《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838—2002)中Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)控制。龍華污水處理廠位于觀瀾河流域,出水達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918—2002)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),需新建污水深度處理工程對(duì)其尾水進(jìn)行深度處理后作為旱季河道景觀補(bǔ)水及周邊中水回用水。本工程處理規(guī)模為2×104m3/d,進(jìn)水為龍華污水處理廠出水,設(shè)計(jì)進(jìn)水COD≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、NH+4-N≤10mg/L、TP≤0.5mg/L;設(shè)計(jì)出水COD≤20mg/L、BOD5≤4mg/L、NH+4-N≤1.0mg/L、TP≤0.2mg/L。1生態(tài)礫石床人工濕地建設(shè)通過(guò)方案比選,本工程采用強(qiáng)化型前處理/垂直流人工濕地工藝,強(qiáng)化型前處理系統(tǒng)采用生態(tài)氧化池/生態(tài)礫石床組合工藝,工藝流程如圖1所示。①生態(tài)氧化池生態(tài)氧化池水力停留時(shí)間(HRT)為3.30h,容積為3000m3,尺寸為16m×10m×4.7m,分4格(兩格串聯(lián),兩格并聯(lián))。生態(tài)氧化池的氣水比為3.0∶1,設(shè)置6臺(tái)風(fēng)機(jī)(4用2備),Q=10.4m3/min,P=50kPa,N=18.5kW。為了提高生物處理效率,在生態(tài)氧化池內(nèi)安放片狀微生物床,利用片狀微生物床巨大的比表面積吸附微生物。②生態(tài)礫石床生態(tài)礫石床HRT為3.96h,容積為3740m3,尺寸為45m×16m×2.6m,分兩格,并聯(lián)運(yùn)行,在其中填充一定量的活性鈣填料和特殊填料作填料層,在其表面覆蓋通氣性土壤并種植生態(tài)草皮。生態(tài)礫石床特別適合于處理低污染廢水,具有造價(jià)低、運(yùn)行費(fèi)用低、水力負(fù)荷高等優(yōu)點(diǎn)。目前,該處理技術(shù)在日本已被廣泛地用于河湖治理。③垂直流人工濕地垂直流人工濕地采用了深圳市環(huán)境科學(xué)研究院的專利技術(shù)——高效垂直流人工濕地水質(zhì)凈化技術(shù),該技術(shù)具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和水流模式,處理效果穩(wěn)定,運(yùn)行費(fèi)用低,在國(guó)內(nèi)已有大量工程實(shí)例。該人工濕地總占地面積為33120m2,設(shè)計(jì)水力負(fù)荷為0.60m3/(m2·d),填料層高度為1.6m,濕地內(nèi)種植有多種適合深圳氣候的水生和濕生植物,如風(fēng)車草、美人蕉、花葉蘆荻、再力花、蘆葦、紙莎草、富貴竹等。為保證系統(tǒng)布水均勻,將整個(gè)人工濕地分成10個(gè)獨(dú)立的布水單元,各布水單元可單獨(dú)運(yùn)行也可并聯(lián)運(yùn)行,其運(yùn)行可采用PLC遠(yuǎn)程自動(dòng)控制和現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)控制兩種方式。人工濕地出水通過(guò)收集管排出。2不同處理工藝對(duì)污染物的去除效果本工程主體已于2008年6月底完工,7月正式轉(zhuǎn)入試運(yùn)行期。試運(yùn)行期間(7月—11月)對(duì)進(jìn)水口、生態(tài)氧化池出水口、生態(tài)礫石床出水口、人工濕地出水口共4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了多次水質(zhì)監(jiān)測(cè),采樣頻率為4次/月。試運(yùn)行期間各處理單元對(duì)主要污染物的去除效果如表1所示。由表1可見,本工藝對(duì)各污染物均具有較好的去除效果,對(duì)COD、BOD5、NH+4-N和TP的平均去除率分別為70.3%、69.0%、91.9%、83.1%,可見生態(tài)氧化池/生態(tài)礫石床/垂直流人工濕地組合工藝在污水處理廠尾水深度處理方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。表1還表明各處理單元對(duì)污染物的去除效果存在明顯的差異。生態(tài)氧化池能有效去除COD、BOD5和NH+4-N,其中NH+4-N去除率接近50%,但對(duì)TP的去除效果不明顯。據(jù)此推測(cè),生態(tài)氧化池內(nèi)所填充的片狀微生物床能高效固定有機(jī)物降解菌和脫氮菌等功能性微生物,同時(shí)氧化池內(nèi)的水氣充分混合條件也為污染物的降解提供了有利條件。生態(tài)礫石床對(duì)TP的去除效果非常顯著,去除率達(dá)到50.5%,這與礫石床內(nèi)填充的活性鈣填料有關(guān)。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,活性鈣對(duì)TP具有極強(qiáng)的吸附性。此外,生態(tài)礫石床對(duì)其他污染物也有一定的去除效果,這可能也與填料的吸附作用有關(guān)。人工濕地對(duì)各污染物均有明顯的去除效果,去除率均在55%以上,其中NH+4-N去除率>80%,其原因在于:①高效垂直流人工濕地獨(dú)特的布水模式保證了污水能均勻地分散到整個(gè)濕地表面并與填料充分接觸;②合理的填料結(jié)構(gòu)起到了沉淀、吸附和截留污染物的作用,最終通過(guò)微生物作用將各種污染物降解轉(zhuǎn)化;③生態(tài)氧化池和生態(tài)礫石床對(duì)進(jìn)水起到了較好的預(yù)處理作用,降低了人工濕地的處理負(fù)荷,在一定程度上保證了人工濕地的穩(wěn)定運(yùn)行。3運(yùn)行成本的確定工程總投資為3701.97萬(wàn)元,基建成本為1851元/m3,連續(xù)運(yùn)行功率為116kW,處理量按730×104m3/a計(jì),則運(yùn)行成本為0.20元/m3。工程出水可代替自來(lái)水用于綠化澆灌、河道補(bǔ)水等,根據(jù)調(diào)查,該地區(qū)綠化用水價(jià)格為2.70元/m3,回用率按50%計(jì),則由此產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益為986萬(wàn)元/a。4工程投資及運(yùn)行成本①本工程采用生態(tài)氧化池/生態(tài)礫石床/高效垂直流人工濕地組合工藝處理城市污水處理廠尾水,具有去除效果穩(wěn)定、操作方便、管理簡(jiǎn)單、景觀效果良好等優(yōu)點(diǎn)。②本工程基建成本為1851元/m3,運(yùn)行成本為0.20元/m3,與傳統(tǒng)污水處理工藝相比,造價(jià)和運(yùn)行成本均較低。③本系統(tǒng)對(duì)COD、BOD5、NH+4-N和TP的平均去除率分別為70.3