卡鲁塞尔氧化沟工艺水质净化效果季节变化特性分析_张培帅

１５２给水排水Ｖｏｌ．３７增刊２０１１卡鲁塞尔氧化沟工艺水质净化效果季节变化特性分析张培帅１，２徐海晓３陈步东４（１上海师范大学生命与环境科学学院，上海２００２３４；２浙江清华长三角研究院生态环境研究所，嘉兴３１４００６；３宁波市鄞州区城市排水有限公司，宁波３１５１００；４杭州楚天科技有限公司，杭州３１００１５）摘要以浙江某污水处理厂卡鲁塞尔氧化沟工艺为研究对象，研究了季节性变化对卡鲁塞尔氧化沟净化城市污水的影响。结果表明：季节变化对氧化沟工艺进水中的温度、ＣＯＤＣｒ、ＢＯＤ５、氨氮等水质指标影响较大，而ＴＰ浓度随季节变化不明显；冬季低温气候影响卡鲁塞尔氧化沟工艺出水水质，当长时间水温低于１２℃时，出水氨氮去除率降低；季节变化对出水ＣＯＤＣｒ、ＢＯＤ５、ＴＰ等水质指标无明显影响，均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）一级Ｂ标准。关键词卡鲁塞尔氧化沟季节变化城市污水处理厂净化效果氧化沟工艺具有较长的水力停留时间，较低的有机负荷和较长的污泥龄，工艺运行稳定，兼具脱氮除磷功能［１］，在我国污水处理厂设计建设中应用较多。浙江省某卡鲁塞尔氧化沟工艺城市污水处理厂，地处浙西北山地丘陵区，是我国建成较早的城市污水处理厂之一。该地区属于中亚热带北缘季风区，四季分明，气候温和，雨水量季节性变化大。冬夏季节温差、降水量和人们的生活习惯变化较大，使得该污水处理厂进水及水量呈现周期变化，从而影响微生物活性，影响污水处理厂出水水质［２］。本文以该污水处理厂为研究对象，旨在研究季节变化以及年际变化对氧化沟工艺水质净化效果的影响规律，为采用氧化沟工艺的污水处理厂的运行与管理提供参考。１工程概况１．１工艺流程该污水处理厂建成于２０００年，设计处理规模２万ｍ３／ｄ，两组卡鲁塞尔氧化沟工艺并列运行，近几年一直保持良好的运行状态，工艺流程如图１所示。图１工艺流程国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００８ＺＸ０７３１３－００３－０５－０４）。１．２主要构筑物该污水处理厂的主要构筑物包括进水泵房、沉砂池、氧化沟、二沉池、污泥池等。其中氧化沟有效尺寸７５ｍ×３０ｍ，有效水深３．５ｍ。设计污泥负荷０．１ｋｇＢＯＤ５／（ｋｇＭＬＳＳ·ｄ），设计ＭＬＳＳ为３５００ｍｇ／Ｌ，污泥龄１６ｄ。采用倒伞型表面曝气机充氧，充氧效率为１．６ｋｇＯ２／（ｋＷ·ｈ）。二沉池采用辐流式沉淀池，单池直径３０ｍ，有效水深４ｍ。设计水力负荷０．８８ｍ３／（ｍ２·ｈ），高峰流量停留时间为４．５ｈ，采用中心进水周边出水，池内安装直径３０ｍ单臂式刮泥机。２采样与分析方法２．１采样与保存化验室每天８∶３０取样，当日分析ＣＯＤＣｒ、ＢＯＤ５、氨氮、总磷、ｐＨ、ＳＳ、氯离子浓度等指标。进水取水点为沉砂池出口，出水为两组二沉池出水排放口。２．２分析方法本文所述水质指标的测定方法均采用《水和废水检测分析方法》（第４版）中的方法［３］。ＣＯＤＣｒ的测定采用快速消解分光光度法，ＢＯＤ５的测定采用生化需氧量稀释接种法，氨氮的测定采用纳氏试剂分光光度法，总磷的测定采用钼酸铵分光光度法，温度的测定采用ＨＩ８４２４分析仪测定。３结果和讨论３．１水量DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2011.s1.029给水排水Ｖｏｌ．３７增刊２０１１１５３该城市污水处理厂收集污水范围约为２５０ｈｍ２，目前收集的城市污水量约为１．１万～１．３万ｍ３／ｄ。这些地块除小部分为分流制管网外，大部分为合流制管网。旱季时，收集范围内的污水经管网汇流至污水泵站，经泵站提升后进入污水处理厂。雨季时，收集范围内的合流污水经管网汇流至排涝泵站，经泵站提升后进入溢流渠，最终排入江中。２００７～２００９年，该污水处理厂进水量月平均变化情况如图２所示。图２水量的季节变化由图２可知，该污水处理厂处理水量随季节变化极大。原因在于，该污水处理厂的地域为典型的南方气候特征，每年４月份进入雨季，持续到８月，降雨量的季节变化，部分雨水进入老城区合流制管网，增加了污水处理厂进水量。而２００９变化平稳，水量趋于稳定，夏季略高，主要是该市对老城区合流制管网进行了分流制改造，减少了进入管网的雨水量，避免水量的剧烈波动。此外，从２００９年开始，该污水处理厂可通过泵站控制进水量为１．５万ｍ３／ｄ，多余污水排向其他污水处理厂，故全年流量稳定。３．２水温图３水温的季节变化污水处理厂进水水温随季节变化明显（见图３）。每年７～９月份水温较高，为２５～３０℃，而１～３月份水温较低，仅为１０～１５℃，各月水温的年际变化不明。７月平均水温可达２７．４℃，进入１１月份水温明显下降，每年１１月份到次年４月的平均水温为１１～１８℃，１月份平均水温最低，为１１．３℃，低于１２℃。３．３水质净化效果及影响因素分析３．３．１有机物城市生活污水处理厂的主要功能之一是削