低温市政污水厂二段法工艺可行性探讨与工程应用

　　1 污水特点

　　1) 水温低

　　气温随着季节变化,而水温则随气温变化,但污水管道中水温变幅较小. 如在哈尔滨附近地区,夏季气温可达35 ℃左右,而城市污水排放的温度为25 ℃左右;当冬季气温达- 35 ℃时,污水排放的温度仍可保持在6 ℃以上. 又如满洲里市位于大兴安岭北侧,冰冻深度3. 4 m ,在该市最冷的天气,该市总排水口的水温也在8 ℃左右. 因此,北方低温地区的市政污水温度一般在8～15 ℃,少数在6～8 ℃.

　　2) 水质较差

　　由于寒冷地区居民多以肉食为主,且地下水位较深,污水中渗入水少,居民用水量小,洗浴水少,故水质较差,含油多,污染物含量高. 低温下管道自分解能力弱,夜间水质较好,白天差,昼夜变化较大.

　　3) 水量变化大

该地区冬季昼短夜长,所以白天的污水排放较为集中,而夜间污水量较少,所以昼夜水量变化较大,易对污水厂形成水质水量冲击.

　　2 可行性探讨

　　由于二段法具有较高的污泥质量浓度,且生物类型广泛、种属繁多,食物链长且较为复杂,同时生物膜上的生物固体停留时间较长,故对生长世代时间长,比增殖速度很小的微生物和生长有利. 生物膜的微生物勿需像活性污泥法中的悬浮生物微生物那样承受强烈的曝气搅拌冲出,可为嗜冷性微生物提供繁衍、增殖及生长栖息的安稳场所.从其他工程运行情况来看,生化池的污水温度受每天天气温度的影响不太明显,在气温昼夜温差达( ±15) ℃情况下,污水温度变化并不明显,污水温度变化主要受水源温度,进水量及鼓风曝气时间长短控制,它的温差变化不超过( ±2) ℃. 所以在低温地区应用二段法处理市政污水在理论上是可行的。

　　3 工程概况

　　某市东经110°54′15″,北纬40°37′22″. 年平均气温5～7 ℃,冬季最冷污水厂进水温度为8～15 ℃. 市区面积78 km2. 人口5 万余人. 污水厂占地4 hm2 ,设计规模3 ×104 m3/ d ,一期规模为2 ×104 m3/ d ,但除生化组合池外,其他构建筑物均按3 ×104 m3/ d 进行设计、建设.工程投资2 557. 9 万元.污水厂的工艺流程见图2.

　　4 设计参数

　　考虑到低温对微生物净化效果的影响,工程设计时适当降低了一氧池和二氧池的设计负荷和接触沉淀池的上升流速,具体设计参数如下.

　　一氧池

　　一氧池容积负荷:2.47 kgBOD/ (m3·d) ;

　　一氧池水力停留时间:0.8 h.

　　一沉池一沉池上升流速:4.5 m/ h ;

　　一沉池水力停留时间:0.8 h ;

　　一沉池水力负荷:4.48 m3/(m2·d) .

　　二氧池

　　二氧池容积负荷:1.16 kgBOD/ (m3·d) ;

　　二氧池水力停留时间:1.3 h.

　　二沉池

　　二沉池上升流速:3.0 m/ h ;

　　二沉池水力停留时间:1.5 h ;

　　二沉池水力负荷:2.97 m3/ (m2·d) .

主要构筑物设计参数见表1.

　　5 运行效果分析

　　2002 年4 月,污水厂通过了市建委和环保局组织的工程验收,在污水温度为8～15 ℃,进水COD、BOD5 和SS 分别为475.49、251.69 和298.67 mg/ L 的情况下,出水水质分别为49. 68、21. 62 和22 mg/ L ,污染物去除率分别达到了89.6 %、91.4 %和92.6 %,出水水质稳定且全部达到或优于国家《污水综合排放标准》(GB 8978 —1996) 中的二级标准要求,见表2.从实践上说明了二段法工艺处理低温污水的可行性.

　　在低温条件下,该污水厂取得了较好的污染物去除效果,主要是该污水厂在设计初就充分考虑了水质、水量变化特点和温度对生物处理的影响因素,并相应采取了适当的技术措施.

　　1) 增加调节池进行水质水量调节,减少对后续处理单元的负荷冲击;

　　2) 提高鼓风机进风温度,将冷空气温度加热至8～12 ℃,以提高曝气池水温,这样可使曝气池水温在最冷月份保持在8 ℃以上;

　　3) 充分利用当地的有利地形,将主要构筑物建于地下,只留超高部分于地面;

　　4) 增加池深,减少平面散热面积;

　　5) 增加填料厚度,使池内保持高生物量.通过以上技术措施,保证了污水厂在冬季的正常运行,达到了预期效果.

　　6 运行成本分析

污水处理成本费用计算见表3.

　　7 结语

　　二段法应用于低温地区市政污水处理在理论和实践上都是可行的,工程应用取得了较好的污染物去除效果. 同时,该污水单位水量投资为913.5元/m3 ,单位水量占地0.56 m2/m3 ,单位水量处理成本为0.32 元/m3 ,具有较高的经济性. 因此,二段法处理低温市政污水在技术和经济上也都是可行的,对低温地区污水厂建设具有借鉴和指导作用。（曹积宏,哈尔滨工业大学市政环境工程学院）