摘要:根據上海天山污水處理廠的進水水質特性分析,并相應提出優化運行的建議。

關鍵詞:污水處理廠,進水水質特性,水質變化,脫氮除磷

1前言

進水負荷的動態變化,體現為水質和水量的快速波動和長期變化,這種變化可以分為規律性來源和沖擊負荷來源兩類。規律性來源引起的動態變化具有可重復性,如由于居民生活規律引起的水質、水量晝夜差異、管網提升泵站編組運行造成的水量階梯型變化、工業生產規律性排放的廢水等。規律性來源負荷一般由管網和構筑物的結構與運行策略、污水處理廠提升泵編組運行等因素決定。沖擊負荷來源引起的動態變化一般持續時間短,變化幅度大,不具備可重復性,往往對活性污泥系統造成破壞性的后果,例如暴雨引起的進水水量增高、工業廢水的無規律集中排放等。進水動態變化的影響因素多、形成規律復雜。

2處理工藝與分析方法

2.1水處理廠工藝簡介

上海天山污水處理池廠采用奧地利WAABAG公司的專利技術———HYBRID二段活性污泥法工藝,該工藝是根據生物脫氮除磷的原理開發的一種二段法處理工藝。該污水處理廠的工藝流程見圖1。

2.2分析方法

常規水質指標:BOD5測定采用稀釋接種法測定,COD采用重鉻酸鉀法測定,SCOD將水樣用0.45um微濾膜過濾后,采用重鉻酸鉀法測定,TN、NH3-N、TP采用紫外分光光度法測定,SS采用濾膜法測定。

3進水水質特性

3. 1 年度進水水質特性
選取了2009 ～ 2011 年天山污水處理廠的不同時間的進水水質，分析結果如表1 所示。

注: 括號內為平均值。
從表1 可以看出，2011 年比2009 年進水BOD5 /TN 和CODcr /TN 分別降低了3. 5% 和17. 7%，反消化碳源不足問題比較突出。隨著上海對各管網混流的有效治理及居民生活質量的提高，項水質指標BOD5、CODcr、TN、NH3 － N 、TP和SS 均呈現降低趨勢，污水廠進水負荷不斷下降。在污水處理廠運行中，需根據進水變化，靈活調整運行方式。

總體分析，天山污水處理廠的進水可生化性較高，2011 年BOD5 / CODcr年平均值達到0. 53，高于全國平均值0. 4〔1〕。2011 年進水CODcr年平均330. 39 mg /L，高于其他資料中我國南方大部分城市污水的CODcr一般為200 mg /L 左右〔2、3〕，難以滿足生物系統高效脫氮對碳源的要求。分析2011年進水碳源、TN、水量和水溫變化，產生的波動性由大到小排列依次為TN、BOD5 /TN 、BOD5、水溫、水量。對于生物系統脫氮，在變量中TN 產生的影響最大，水量變化產生的影響最小。TN 和NH3 N 有每年增加的趨勢，而BOD5和CODcr變化趨勢較小，相對造成碳源不足對生物系統的反消化不利。NH3 － N/ TN 平均為0. 75，可生化性較差進水中有機氮的比例較低。

3. 2 季節進水水質特性

季節對污水處理廠的進水水質和水量均會產生一定的影響，以2011 年水質變化為例分析各季節進水水質的變化規律，如圖2 所示進水流量變化情況; 如圖3 所示進水CODcr、BOD5; 如圖4 所示進水TN、NH3 － N、TP 變化情況，圖中5 ～ 9 月份為汛期和夏季用水高峰期。

圖中可以看出: 污水廠進水在夏季及汛期由于居民用水量增加和部分雨水進入管網( 小部分管網混接) ，流量在2 月( 過年居民放假用水量增加) 及5 月汛期開始增加，而CODcr、BOD5降低，在10 月份后由于流量的減少，相對CODcr、BOD5濃度反而增加，但TN、NH3 － N 和TP 變化較小，碳源不足情況加劇。BOD5 /TN、CODcr /TN 均比較低，屬于低碳氮比污水。綜合分析，根據不同季節的用水量及汛期的進水變化，需要考慮季節變化對污水處理廠運行的影響。

3. 3 日進水水質變化

對24h 污水處理廠進水的特性變化分析:

從圖5 可以看出CODcr呈現波浪形變化，進水有機物分別出現在上午11 點、和晚上21 點左右，特別是晚上峰值與其他時間進水CODcr差別較大，此外進水SCOD 的變化比較穩定，CODcr均主要受到了顆粒性有機物濃度變化的影響。從圖6 可以看出，24h 內NH3 － N 和TN 變化都比較大，呈現了近似的變換趨勢。分析TN 和CODcr的變化曲線，TN 與CODcr的相關性不大，造成進水COD/TN 的比例不穩定; TP 變化較小，但濃度較高，比較CODcr和TP 的日變化曲線，CODcr和TP的變化吻合度不高，進水C 和P 的穩定性較差。

4 污水處理廠出水水質

根據污水廠進水特性和HYBRID 工藝特點，將較高污泥負荷的混合液回流1( 從一段曝氣池向二段曝氣池的回流) 為二段曝氣池提供了極佳的碳源用于反硝化。回流量僅為進水量的3 ～5%，確保二段曝氣池有足夠長的泥齡以首先達到硝化的功能〔4〕，因為較大的回流量產生較高的污泥負荷將縮短泥齡。二段曝氣池硝化的質量直接決定了在該段中反硝化的能力。從二段曝氣池向一段曝氣池的回流即混合液回流2 將一部分富含硝化細菌的活性污泥引入一段曝氣池，將立即在一段曝氣池中發生硝化反應，隨后，反硝化反應也將同時發生。混合液回流2 也將在二段曝氣池中產生的剩余污泥轉輸至一段曝氣池，并經中間沉淀池排出系統。最終沉淀池不單獨排出剩余污泥。在不外加碳源的條件下，保證了出水水質達標排放。出水執行《城鎮污水處理廠污染物排放標準》( GB 18918 －2002) 一級A 標準。從表2 可以看出出水水質均能夠正常達標。具體參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。

5 結論

根據上海市天山污水處理廠進水特性和出水水質情況，研究總結如下:

( 1) 污水處理廠的進水可生化性較高，難以滿足生物系統高效脫氮對碳源的要求。進水碳源、TN、水量和水溫變化，產生的波動性由大到小排列依次為TN、BOD5 /TN 、BOD5、水溫、水量。對于生物系統脫氮，在變量中TN 產生的影響最大，水量變化產生的影響最小。相對造成碳源不足和不穩定，對生物系統的反消化不利。

( 2) 污水廠進水在夏季及汛期，BOD5 /TN、CODcr /TN 均比較低，屬于低碳氮比污水。應根據不同季節的用水量及汛期的進水變化，考慮季節變化對污水處理廠運行的影響。

( 3) 污水處理廠進水有機物濃度變化波浪形規律比較明顯，有機物濃度均受非溶解性有機物影響。

( 4) 污水處理廠進水水質特性變化對工藝影響較大，但出水水質均能達標排放。(上海城投污水處理有限公司天山污水處理廠)