城市污水处理厂高负荷活性污泥工艺曝气量的研究

第10卷第1期2010年1月1671—1815(2010)120333204科学技术与工程ScienceTechnologyandEngineeringVol110No11Jan12010Ζ2010Sci1Tech1Engng1环境科学城市污水处理厂高负荷活性污泥工艺曝气量的研究胡春玲李国辉1魏东洋2邱熔处3吴霜(辽宁石油化工大学环境与生物工程学院,抚顺113001;中石油东北炼化工程有限公司抚顺工程建设分公司1,抚顺113006;国家环境保护总局华南环境科学研究所2,广州510655;兰州交通大学环境与市政工程学院3,兰州730070)摘要以庆阳市城市污水处理厂高负荷活性污泥工艺中试为例,根据高负荷活性污泥系统对溶解性有机物和颗粒性有机物去除的程度和机理不同,通过大量试验数据的回归拟合,提出了计算高负荷活性污泥系统处理城市污水曝气量的经验公式,此公式可为今后高负荷活性污泥系统的工程设计及理论研究提供一定的参考依据。关键词高负荷活性污泥法城市污水处理厂曝气量经验公式中图法分类号X703;文献标志码A2009年9月23日收到甘肃省科技攻关项目(JS0022A524320)资助第一作者简介:胡春玲(1976—),女,汉族,山西大同人,硕士,讲师,研究方向:大气和水污染控制。E2mail:huchunl@163.com。城市污水处理厂的能耗通常包括电能、燃料及药剂等方面,其中电耗占总能耗的60%～90%,而约50%的电耗用于生化反应器供氧,因此降低供氧电耗是污水处理过程节能降耗的一个重点[1]。在高负荷活性污泥系统中,生化反应器曝气量是活性污泥处理系统中非常重要的设计和运行参数,其取值直接影响到曝气装置的造价以及供氧的动力费用,因此曝气量的确定具有十分重要的意义。1高负荷活性污泥法工艺流程与工艺原理1.1工艺流程高负荷活性污泥法因曝气时间短,又称短时曝气活性污泥法,而处理程度低,故又称强化一级处理或一级半处理法[2]。高负荷活性污泥法工艺流程由格栅、沉砂池、生化反应器、沉淀池、污泥浓缩池、鼓风机房、加氯间、消毒接触池、污泥干化场等组成。工艺流程图如图1所示,各处理构筑物的尺寸如表1所示。表1各处理构筑物尺寸名称尺寸/mm数量材料提升泵房3980×1740×15001座钢筋混凝土沉砂池2100×8001座钢制生化反应器Φ1000×40003座钢制沉淀池Φ5000×63001座钢筋混凝土混合池1980×700×6001座砖砌污泥浓缩池Φ1000×40001座钢制消毒接触池5740×5760×13001座混凝土鼓风机房4800×3000×30001座砖混加氯间4800×3000×30001座砖混污泥干化场5000×4000×10001座混凝土科学技术与工程10卷图1高负荷活性污泥法工艺流程图1.2工艺原理从城市排水管网来的污水,经过格栅、沉砂池等预处理装置去除漂浮物和一部分悬浮物后,进入到活性污泥生化反应器中,同时从二次沉淀池连续回流的活性污泥,作为接种污泥,也于此同时进入生化反应器,而从鼓风机房送来的压缩空气,通过安装在生化反应器底部的微孔曝气器,以微小气泡的形式进入污水中,其作用除向污水充氧外,还使生化反应器内的污水、活性污泥处于剧烈搅动的状态,形成混合液。经过活性污泥净化过的混合液由生化反应器的另一端流出进入二次沉淀池,在二次沉淀池中进行固液分离,活性污泥通过沉淀与污水分离,澄清后的污水排出,与消毒剂混合流入消毒接触池,最后排向农灌管网或贮水窖。而经过沉淀浓缩的污泥从沉淀池底部由污泥回流泵抽出,一部分回流曝气池中,其余部分则作为剩余污泥排出系统后,经浓缩池浓缩后输送至污泥干化场,污泥经干化后变成泥饼用作农家肥。高负荷活性污泥法有两个主要的特点:①不设初次沉淀池,城市排水管网中的微生物可以源源不断的补充到反应器中,利用污水中的细菌不断对反应器进行接种;②负荷高,高负荷活性污泥法的生化反应器采用的负荷,是普通活性污泥法的十几倍或几十倍,微生物处于对数增长期,其降解有机物的机理,除了微生物的降解作用外,生物的絮凝吸附也起了相当大的作用,此法加快了活性污泥增长的速率和有机底物的降解速率。2曝气量的确定2.1试验条件试验采用的污水取自庆阳市西峰区东郊城市排水干管,试验水质如表2所示。试验工艺参数为:控制污水流量在(200～600)m3/d,生化反应器内水力停留时间HRT为(20～60)min,污泥浓度MLSS在(1000～4000)mg/L之间变化,溶解氧维持在1mg/L左右,COD去除负荷为(2～8)kgCOD/kgMLSS·d,泥龄为(0.3～0.5)d,SVI值在(20～90)mg/L之间,试验在自然温度下进行,温度范围为(18～26)℃。经过近四个月的试验,高负荷活性污泥法的运行结果见表2。表2高负荷活性污泥法的试验运行结果项目进水浓