化学强化一级工艺用于城市污水处理的试验研究

【摘要】： 化学强化一级处理工艺是针对城市污水中悬浮性及胶体性污染物比例较高的特点提出的，该工艺可以大幅度提高一级出水水质，从而使后续二级生物处理的有机负荷降低，减小系统运行费用和占地面积，在排放要求较低的地方可直接外排。 本试验是在前期研究成果的基础上，通过中试进一步验证了化学强化一级处理工艺用于城市污水处理的效果。并且实验研究了采用“臭氧氧化+混凝沉淀”工艺对化学强化一级处理出水进行深度处理的可行性及效果，同时分析了化学污泥的特性及处理处置方法。主要研究结果如下： (1)化学强化一级工艺中试系统的最佳操作条件为：PAC投加量90～100mg／L，PAM投加量0.8mg／L；混合搅拌强度150r／min、混合时间9min；絮凝反应搅拌强度50r／min，反应时间36min；沉淀时间15min。系统连续运行，SS、COD、BOD、TP去除率分别达97％、75.1％、63％、78.5％，比常规一级处理分别提高40％、30％、30％、50％以上。其中悬浮性COD的去除率为92.2％，溶解性COD的去除率为38.5％，悬浮性磷的去除率为91.3％，溶解性磷的去除率为57％，对于NH_3-N、TN去除率较低，仅为25％、42.7％。色度的去除率为78％，出水色度仍然较大。 (2)臭氧氧化+混凝沉淀工艺作为化学强化一级处理出水的深度处理单元，最佳操作条件为：臭氧投加量0.5g／L，PAC与PAM复配投加，PAC投加量40mg／L、PAM投加量0.2mg／L、最佳氧化时间30min。在最佳操作条件下连续试验，色度、COD、浊度、TP的去除率分别为97.9％、88.8％、99.65％和90.4％，而对TN、NH_3-N的去除作用不大，分别为51.4％、38.5％。 (3)试验过程中所产生的化学污泥含水率随着PAC投药量的增加而升高，含水率平均值为96.4％，有机固体含量为70％，污泥比阻为1.21×10~(12)，而剩余活性污泥的相应指标为96％～99％、60％～80％、29×10~(11)cm／g，给水(铝盐)污泥的相应指标为91％～94％、9.3％～30％、1.6×10~(11)cm／g，表明该工艺所产生的化学污泥有机质含量较高，需要考虑污泥的稳定化处理，为难过滤污泥。 (4)化学污泥产率与污水中悬浮固体含量和混凝剂的投加量有关，干污泥的总重量Y与混凝剂的投加量X之间存在一元线性关系：Y=Q×(2.86×X+0.37×SS)×10~(-6)。 (5)通过化学方法强化一级处理，在提高除磷效率的同时大幅度降低污染物负荷，缩小生物处理单元，在处理水质要求不高的情况下，也可省去二级处理单元，依靠强化一级处理可以直接达到较低标准的处理要求。这从投资及污染物总量控制的角度是非常合理的。