论文部分内容阅读
摘要：本文针对城市污水处理的再生水回用的主要工艺进行了研究，首先主要阐述了污水处理工艺的磁技术分离工艺、脱氮除磷工艺，接着研究了高品质的再生水工艺技术，分析得到最恰当的污水处理后的回用工艺技术。
关键词：污水处理；再生水回用；工艺
【分类号】：F407.44
0.导言
近年来，地下水位的下降和城市降雨的减少，使得再生水成为城市的第二供水水源。污水处理厂的再生水回收技术就是对污水进行改造升级，使再生水达到地表IV类水质标准，为居民提供稳定可靠的水源。
1.污水处理工艺研究
1.1以磁技术为核心的污水去除工艺
为减轻清河污水处理厂运行压力、提高污水厂的处理效果，污水处理厂采用磁分离水处理技术，实施临时污水处理能力提升应急工程。磁分离技术工艺简单，可对原污水中主要污染物COD的去除率可以达到7O%以上。磁分离技术是利用外加磁加载物的作用增强絮凝以达到高效沉降和过滤的目的，其原理是向污水中投加少量混凝剂、磁种等与污染物絮凝结合成一体，然后通过高效沉淀和磁过滤将水中的污染物去除磁种通过磁鼓分离器，在外加磁场下磁性介质表面产生高梯度磁场，捕集经过它的磁性颗粒。在雨季时期，超水量和上游来水会造成冲击负荷问题，采用磁技术可防止超负荷状况下污水对河道景观的局部污染。
1.2污水处理中脱氮除磷工艺研究
1.2.1A2/O工艺改造和运行参数优化
A2/O是最基本的生物脱氮除磷工艺，但传统的A2/O工艺难以同时实现高效的脱氮和除磷，本工艺根据需去除的TN和TP的量及其所需要的碳源确定A2/O工艺三段进水的不同比例。通过规模为150m3/h的试验表明，在預缺氧段、厌氧段、缺氧段的进水比例分别为15%、5O%、35%时，出水TN和TP的均值分别为O.41mg/L和15.3mg/L，能够稳定达到国家一级B排放标准。
溶解氧对微生物的生长具有很大影响，对硝化反硝化和除磷的都有影响。在处理工艺中，溶解氧自动控制在工艺设定的参数范围内，可保证硝化的顺利进行，并同时防止对反硝化和除磷造成不利影响。厌氧/缺氧/好氧水力停留时间是污水厂设计的重要参数，根据工艺研究，预缺氧段容积为0.5～1HRT，厌氧段容积为1～1.5HRT.缺氧段容积为3.5～4.5HRT，好氧段容积为6～9HRT，脱氧段容积为0.3-0.5HRT时，可达到最佳的效果。硝化细菌的存在时间较短，要达到较好的硝化效果需要保证足够长的好氧泥龄，通过工艺研究，得出当温度从15℃上升到25℃时，好氧泥龄从9～1O天下降到4.5～9天。同步脱氮除磷系统应适当延长好氧段的水力停留时间或污泥浓度，使系统能够在冬季同时满足硝化和除磷所需的泥龄。
1.2.2碳源开发与高效利用工艺研究
当进水中碳源不足时，反硝化反应就不能进行完全，脱氮率就会受到限制。为了解决脱氮除磷中的碳源竞争，一可利用初沉污泥发酵技术增加碳源的供给量，其二是开发污泥消化液自养生物脱氮等新技术节约碳源的需求量。目前，国内外利用污泥开发碳源的应用上绝大多数采用的是初沉污泥，将污泥的厌氧消化过程控制在水解酸化阶段，实现酸化产物的积累。通过试验竖流式和折板式活性初沉池水解初沉污泥改善污水特性的效果，实现了高效生物脱氮除磷。试验结果表明竖流式和折板式活性初沉池出水VFA、SBOD5、SCODcr、SBOD5/SCODcr。值比进水均有增加，表明活性初沉池具有较好的水解酸化效果。通过试验对比2小时、4小时、6小时三个水力停留时间下的水解酸化效果.得出折板式水解酸化池的最佳水力停留时间为4小时。
1.2.3消化液高效脱氮工艺研究
在两级完全混合式浓缩发酵工艺中，污泥发酵和囿液的分离在两个独立的系统中进行。两级完全混合初沉污泥水解酸化系统的高效HRT为32到36小时.SRT为4到7天时，污泥回流比在0.75—1之间。实现稳定的短程硝化是实现污泥消化液高效脱氮的基础和前提。在高溶解氧（6～9mg/L）、常温（15-29℃）、长SRT条件下，成功地在缺氧滤床加好氧悬浮填料生物膜连续流工艺中实现了部分亚硝化，并通过综合调控进水ALR、进水碱度/氨氮和好氧段水力停留时间，控制进水碱度氨氮这些工艺技术，来实现ANAMMOX工艺的部分亚硝化，和TN的去除。
1.2.4基于进水负荷变化的A2/O工艺过程优化控制
A2/O工艺处理单元较多.而且各单元顺序串联对进水负荷的抗冲击能力较弱，需要建立适应进水负荷动态变化的过程控制模式。溶解氧的开始响应时间和峰值响应时间与系统的实际水力停留时间相同。对水力负荷变化为瞬间响应；而氮磷由于其微生物对环境的耐受能力，其响应时间有一定的滞后。在实际污水厂的控制中，有必要对进水负荷变化进行前馈控制，抑制进水负荷对后续氮、磷以及溶解氧的影响，保证出水水质的稳定。工艺建立了一套A2/O工艺前馈和反馈控制策略，该策略根据水量、COD浓度及氨氮浓度.通过计算系统进水的负荷水平，在线调整工艺运行中的外回流量、内回流比及曝气方式等参数的设置，建立A2/O工艺前馈动态控制系统。
2.高品质再生水工艺技术研究
污水处理厂二级处理改造后可以使二级出水稳定达到一级B标准，可使再生水出厂水质达到地表Ⅳ类水水质标准。再生水深度处理工艺选择中应考虑氨氮和总氮的进一步降低并保持稳定，有机物的强化去除是工艺选择的重要考虑因素，此外悬浮物、色度和臭味也需在深度处理过程中得到去除以使再生水清澈可观。
曝气生物滤池工艺可实现有机物降解和硝化反应，将COD和氨氮进一步去除，而反硝化生物滤池通过强化微生物的反硝化作用，可将硝酸盐或者亚硝酸盐进一步转化为氮气，进一步降低出水中TN浓度。BAF和DNBF均具有抗冲击能力强，受气候、水量和水质变化影响小和工艺流程简单等优点，为可选择的经济有效的深度处理工艺。砂滤池为给水处理厂和再生水厂采用的常规处理工艺，其运行管理费用相对较低。生物滤池和砂滤池虽然能够在一定程度上降低二级出水中的色度，但可能难以达到再生水的要求，投加O3不但能够进一步去除色度，而且能够起到一定的消毒杀菌作用。一般情况下，可选择的再生水工艺组合形式有BAF—DNBF→SF→O3（后置反硝化滤池工艺）；DNBF→BAF→SF→O3（前置反硝化滤池工艺）DNBF→SF→O3。
BAF—DNBF→SF→O3组合工艺，在实现DNBF碳源精确控制的条件下.除TN外出水可实现地表四类水要求，出水TN可小于10mg/L。但DNBF碳源投加受多种因素的影响，部分情况下由于DNBF碳源投加过量可能造成出水COD浓度升高难以满足再生水对COD浓度的要求。
DNBF→BAF→SF→O3组合工艺中，DNBF对硝态氮的平均去除率高于90%，BAF对氨氮和部分难降解有机物如磺胺类大环内酯类和喹诺酮类抗生素等有一定的去除效果，同时BAF还能够进一步降解DNBF过量投加的外碳源，有利于保证再生水处理工艺的稳定运行。
DNBF→SF→O3组合工艺出水水质主要受二级出水水质和DNBF处理效果的影响，当二级出水中氨氮浓度已经满足再生水水质要求时.可考虑采用采用该工艺，同时由于DNBF探源投加控制的稳定性对出水中的TN和COD有直接影响，因此，需要对组合工艺进行进一步的优化。
根据上述对各组合工艺的研究，采用DNBF→BAF→SF→O3组合工艺可稳定生产高品质再生水，最终工艺技术方案如下：
3.结束语
总而言之，要全面解决城市水资源匮乏的问题，就需针对性地研究污水厂脱氮除磷改造和优质再生水生产集成关键技术，从而保证水的生态循环和可持续利用。
参考文献
【1】陆冬平，梁汀，蒋岚岚，杨勇，邱云龙.城市污水处理厂再生水回用工程的工艺设计[J]中国给水排水，2012（08）
【2】甘一萍，王佳伟，刘秀红.城市污水处理厂高品质再生水生产工艺技术研究[J]建设科技，2011（23）
【3】杨巍.再生水回用工程处理工艺的选择研究[J]环境与生活，2014（10）
关键词：污水处理；再生水回用；工艺
【分类号】：F407.44
0.导言
近年来，地下水位的下降和城市降雨的减少，使得再生水成为城市的第二供水水源。污水处理厂的再生水回收技术就是对污水进行改造升级，使再生水达到地表IV类水质标准，为居民提供稳定可靠的水源。
1.污水处理工艺研究
1.1以磁技术为核心的污水去除工艺
为减轻清河污水处理厂运行压力、提高污水厂的处理效果，污水处理厂采用磁分离水处理技术，实施临时污水处理能力提升应急工程。磁分离技术工艺简单，可对原污水中主要污染物COD的去除率可以达到7O%以上。磁分离技术是利用外加磁加载物的作用增强絮凝以达到高效沉降和过滤的目的，其原理是向污水中投加少量混凝剂、磁种等与污染物絮凝结合成一体，然后通过高效沉淀和磁过滤将水中的污染物去除磁种通过磁鼓分离器，在外加磁场下磁性介质表面产生高梯度磁场，捕集经过它的磁性颗粒。在雨季时期，超水量和上游来水会造成冲击负荷问题，采用磁技术可防止超负荷状况下污水对河道景观的局部污染。
1.2污水处理中脱氮除磷工艺研究
1.2.1A2/O工艺改造和运行参数优化
A2/O是最基本的生物脱氮除磷工艺，但传统的A2/O工艺难以同时实现高效的脱氮和除磷，本工艺根据需去除的TN和TP的量及其所需要的碳源确定A2/O工艺三段进水的不同比例。通过规模为150m3/h的试验表明，在預缺氧段、厌氧段、缺氧段的进水比例分别为15%、5O%、35%时，出水TN和TP的均值分别为O.41mg/L和15.3mg/L，能够稳定达到国家一级B排放标准。
溶解氧对微生物的生长具有很大影响，对硝化反硝化和除磷的都有影响。在处理工艺中，溶解氧自动控制在工艺设定的参数范围内，可保证硝化的顺利进行，并同时防止对反硝化和除磷造成不利影响。厌氧/缺氧/好氧水力停留时间是污水厂设计的重要参数，根据工艺研究，预缺氧段容积为0.5～1HRT，厌氧段容积为1～1.5HRT.缺氧段容积为3.5～4.5HRT，好氧段容积为6～9HRT，脱氧段容积为0.3-0.5HRT时，可达到最佳的效果。硝化细菌的存在时间较短，要达到较好的硝化效果需要保证足够长的好氧泥龄，通过工艺研究，得出当温度从15℃上升到25℃时，好氧泥龄从9～1O天下降到4.5～9天。同步脱氮除磷系统应适当延长好氧段的水力停留时间或污泥浓度，使系统能够在冬季同时满足硝化和除磷所需的泥龄。
1.2.2碳源开发与高效利用工艺研究
当进水中碳源不足时，反硝化反应就不能进行完全，脱氮率就会受到限制。为了解决脱氮除磷中的碳源竞争，一可利用初沉污泥发酵技术增加碳源的供给量，其二是开发污泥消化液自养生物脱氮等新技术节约碳源的需求量。目前，国内外利用污泥开发碳源的应用上绝大多数采用的是初沉污泥，将污泥的厌氧消化过程控制在水解酸化阶段，实现酸化产物的积累。通过试验竖流式和折板式活性初沉池水解初沉污泥改善污水特性的效果，实现了高效生物脱氮除磷。试验结果表明竖流式和折板式活性初沉池出水VFA、SBOD5、SCODcr、SBOD5/SCODcr。值比进水均有增加，表明活性初沉池具有较好的水解酸化效果。通过试验对比2小时、4小时、6小时三个水力停留时间下的水解酸化效果.得出折板式水解酸化池的最佳水力停留时间为4小时。
1.2.3消化液高效脱氮工艺研究
在两级完全混合式浓缩发酵工艺中，污泥发酵和囿液的分离在两个独立的系统中进行。两级完全混合初沉污泥水解酸化系统的高效HRT为32到36小时.SRT为4到7天时，污泥回流比在0.75—1之间。实现稳定的短程硝化是实现污泥消化液高效脱氮的基础和前提。在高溶解氧（6～9mg/L）、常温（15-29℃）、长SRT条件下，成功地在缺氧滤床加好氧悬浮填料生物膜连续流工艺中实现了部分亚硝化，并通过综合调控进水ALR、进水碱度/氨氮和好氧段水力停留时间，控制进水碱度氨氮这些工艺技术，来实现ANAMMOX工艺的部分亚硝化，和TN的去除。
1.2.4基于进水负荷变化的A2/O工艺过程优化控制
A2/O工艺处理单元较多.而且各单元顺序串联对进水负荷的抗冲击能力较弱，需要建立适应进水负荷动态变化的过程控制模式。溶解氧的开始响应时间和峰值响应时间与系统的实际水力停留时间相同。对水力负荷变化为瞬间响应；而氮磷由于其微生物对环境的耐受能力，其响应时间有一定的滞后。在实际污水厂的控制中，有必要对进水负荷变化进行前馈控制，抑制进水负荷对后续氮、磷以及溶解氧的影响，保证出水水质的稳定。工艺建立了一套A2/O工艺前馈和反馈控制策略，该策略根据水量、COD浓度及氨氮浓度.通过计算系统进水的负荷水平，在线调整工艺运行中的外回流量、内回流比及曝气方式等参数的设置，建立A2/O工艺前馈动态控制系统。
2.高品质再生水工艺技术研究
污水处理厂二级处理改造后可以使二级出水稳定达到一级B标准，可使再生水出厂水质达到地表Ⅳ类水水质标准。再生水深度处理工艺选择中应考虑氨氮和总氮的进一步降低并保持稳定，有机物的强化去除是工艺选择的重要考虑因素，此外悬浮物、色度和臭味也需在深度处理过程中得到去除以使再生水清澈可观。
曝气生物滤池工艺可实现有机物降解和硝化反应，将COD和氨氮进一步去除，而反硝化生物滤池通过强化微生物的反硝化作用，可将硝酸盐或者亚硝酸盐进一步转化为氮气，进一步降低出水中TN浓度。BAF和DNBF均具有抗冲击能力强，受气候、水量和水质变化影响小和工艺流程简单等优点，为可选择的经济有效的深度处理工艺。砂滤池为给水处理厂和再生水厂采用的常规处理工艺，其运行管理费用相对较低。生物滤池和砂滤池虽然能够在一定程度上降低二级出水中的色度，但可能难以达到再生水的要求，投加O3不但能够进一步去除色度，而且能够起到一定的消毒杀菌作用。一般情况下，可选择的再生水工艺组合形式有BAF—DNBF→SF→O3（后置反硝化滤池工艺）；DNBF→BAF→SF→O3（前置反硝化滤池工艺）DNBF→SF→O3。
BAF—DNBF→SF→O3组合工艺，在实现DNBF碳源精确控制的条件下.除TN外出水可实现地表四类水要求，出水TN可小于10mg/L。但DNBF碳源投加受多种因素的影响，部分情况下由于DNBF碳源投加过量可能造成出水COD浓度升高难以满足再生水对COD浓度的要求。
DNBF→BAF→SF→O3组合工艺中，DNBF对硝态氮的平均去除率高于90%，BAF对氨氮和部分难降解有机物如磺胺类大环内酯类和喹诺酮类抗生素等有一定的去除效果，同时BAF还能够进一步降解DNBF过量投加的外碳源，有利于保证再生水处理工艺的稳定运行。
DNBF→SF→O3组合工艺出水水质主要受二级出水水质和DNBF处理效果的影响，当二级出水中氨氮浓度已经满足再生水水质要求时.可考虑采用采用该工艺，同时由于DNBF探源投加控制的稳定性对出水中的TN和COD有直接影响，因此，需要对组合工艺进行进一步的优化。
根据上述对各组合工艺的研究，采用DNBF→BAF→SF→O3组合工艺可稳定生产高品质再生水，最终工艺技术方案如下：
3.结束语
总而言之，要全面解决城市水资源匮乏的问题，就需针对性地研究污水厂脱氮除磷改造和优质再生水生产集成关键技术，从而保证水的生态循环和可持续利用。
参考文献
【1】陆冬平，梁汀，蒋岚岚，杨勇，邱云龙.城市污水处理厂再生水回用工程的工艺设计[J]中国给水排水，2012（08）
【2】甘一萍，王佳伟，刘秀红.城市污水处理厂高品质再生水生产工艺技术研究[J]建设科技，2011（23）
【3】杨巍.再生水回用工程处理工艺的选择研究[J]环境与生活，2014（10）