上海大型污水处理厂试验研究

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1、上海大型污水处理厂试验研究免费硕士博士论文论文天下摘要：本文介绍了上海白龙港城市污水处理厂所进行的一级强化处理工艺和高效沉淀池的处理能力的试验研究，通过近一年的稳定运行表明，相对初沉池，一级强化处理工艺具有较好的去除效果，其中进行化学一级强化处理对 CODcrCODcr、SSSS、P P 等污染因子的平均去除率可达 67%67%、85%85%、8383%；高效沉淀池表面负荷为常规初次沉淀池的 1010 倍左右，其处理效果与混凝剂和助凝剂的种类、投加量密切相关。关键词：一级强化处理污水处理高效沉淀池1 1、概述由于经济的发展，很多城市水环境的有机污染不仅没有得到控制，还有恶化趋势。解决城市污水处

2、理问题的根本途径是对污水进行二级脱氮除磷处理，但二级生物处理的污水处理厂由 J J能耗大，运行费用高，建成后，由于运行费用等因素没能正常运行，使实际处理能力低丁设计能力，加剧了水体的污染程度。污水一级强化处理工艺的研究，首先控制磷的排放，同时达到大幅度削减有机污染物总量的目的。本研究的目的是结合上海白龙港城市污水处理厂确定的出水水质目标，对一级强化工艺开展综合研究，对高效沉淀池应用于城市污水一级强化处理进行较为系统的试验研究，取得一级强化工艺的处理效果和运行参数。2 2、一级强化处理工艺的研究2.1 2.1 一级强化处理工艺一级强化处理工艺有多种形式，根据国内外发展情况，采用较多的有化学法一级

3、强化处理、生物絮凝吸附一级强化处理和厌氧处理等；化学加强一级处理的基本原理是在污水中投加混凝剂，通过絮凝沉淀的方法去除污水中悬浮物质及胶体物质，从而达到对污水中有机物及磷的去除目的;生物絮凝一级强化处理则主要利用微生物的絮凝吸附作用快速去除污染物质，同时伴有少量的生物氧化，其去除机理既有污染物质的物理吸附、化学吸附和生物吸附、吸收作用，又有吸附架桥、沉淀物网捕等絮凝作用；厌氧法处理不需要动力，且负荷高，产泥率低，处理投资及运行费用均较低，对丁城市污水，控制厌氧反应至水解阶段，代替了传统的初沉池，污水中的有机物不但在数量上发生很大变化，而且在理化性质上发生更大的变化，使污水适宜后续的好氧生物处理

4、。课题分别对三种一级强化处理工艺进行试验，结合白龙港污水处理厂的进出水水质特点，推荐采用化学一级强化处理高效沉淀技术。2.22.2 化学强化一级处理工艺污水首先与混凝剂快速混合，使混凝剂迅速均匀分散到污水中，利于混凝剂水解，充分发挥混凝剂高电荷对水中胶体电中和脱稳作用；然后进行慢速搅拌作用，通过脱稳颗粒的有效碰撞，同时在水中投加高分子助凝剂，发挥助凝剂的吸附架桥作用，使细小颗粒逐渐结成较大絮体，水中的悬浮物质及胶体得到有效去除；同时通过混凝剂与污水中磷酸盐的化学作用，达到对磷的去除。常规化学一级强化处理流程如图 1:1:3 3 高效沉淀池试验研究3.13.1、高效沉淀池的特点高效沉淀池是根据化

5、学强化一级处理的原理，采用机械搅拌快速混合、机械絮凝与水力絮凝相结合。絮凝池在前段设置提升搅拌机，部分沉淀的污泥回流至前段，助凝剂也投加在前段，脱稳的原水与絮凝池的絮体形成有效碰撞，结成粗大颗粒，进入后续的反应段，通过水力作用进一步形成粗大、密实的矾花；沉淀池部分根据浅层沉淀的原理，采用斜管沉淀池的形式，使沉淀池的表面水力负荷明显提高；沉淀池底部采用机械刮泥，使沉淀污泥进一步浓缩，提高污泥的含泥率，减少污泥量和污泥处理设施的规模。高效沉淀池流程框图如图 2 2。相对于普通初次沉淀池，具有以下特点：在装置中回流一部分沉淀污泥至絮凝段，利用回流污泥与进水混合，使进水中的脱稳微粒与活性泥渣充分接触，

6、提高絮凝沉淀效果。回流污泥中的混凝剂、助凝剂在絮凝池中得到充分利用，节约混凝剂及助凝剂的投加量。沉淀池采用斜管沉淀，达到泥水快速分离的目的，水力停留时间和占地面积明显减少，节药工程费用，其比较如表 1 1 所示。高效沉淀池与普通初次沉淀池比较表表 1 1 池型普通初次沉淀池（规范值）高效沉淀试验装置表面水力负荷（ra3/m2.h)根据原水水质条件、水温确定,一般为 1.5-3.025 停留时间(h)1.0值）高效沉淀试验装置表面水力负荷（ra3/m2.h)根据原水水质条件、水温确定,一般为 1.5-3.025 停留时间(h)1.02.00.332.00.33高效沉淀池在沉淀池下部具有较大的浓缩

7、空间，同时在浓缩池内设有浓缩机，利用慢速搅拌的方法，使污泥能够沉淀池下部进行有效浓缩，从而提高污泥的浓度。3.23.2、试验装置试验装置设计流量为 25m3/h25m3/h。整个试验装置有快速混合单元、絮凝沉淀单元、加药及控制单元组成，其中絮凝沉淀单元是整个处理装置的核心；快速混合单元分为两格，每格尺寸为 1.0X0.9X1.85m(1.0X0.9X1.85m(有效水深为 1.30m1.30m，单格体积为 1.2m3)1.2m3)，内设两台搅拌机，转速为 150r/min150r/min，两格可单独使用，也可合并使用（实验中采用其中一格）。絮凝沉淀池单元是整个装置的核心，絮凝沉淀单元功能上具有

8、絮凝、沉淀及污泥浓缩功能；絮凝部分总体积约为 6.6m36.6m3，分为二段，前段的体积为 2.6m32.6m3，为机械搅拌絮凝，絮凝池中增设直径为 0 450mm0 450mm 的导流筒，在导流筒内设提升搅拌机，通过提升搅拌机使水在絮凝池中循环，同时浓缩池内的污泥回流至前段，与原水充分混合。助凝剂加注点也设在导流筒内，经混合后进入后段，后段体积为 4m34m3，采用隔板絮凝的形式，污水经隔板絮凝后进入后续沉淀池；沉淀部分采用斜管沉淀池，沉淀池的有效面积为 lm2lm2，斜管斜长为 1.5m1.5m，出水采用溢流堰的形式；污泥浓缩部分在沉淀下方，在底部设置污泥刮泥机，试验装置还设有回流污泥泵及

9、剩余污泥排出泵，整个池高为 4.95m(4.95m(包括干弦 0.2m0.2m)，示意图如图 3 3 所示。加药及控制单元主要有混凝剂、助凝剂加注计量泵及控制系统组成。3.33.3、试验结果1)1)试验安排于 20012001 年 1 1 月 7 7 日正式开始试验，试验主要针对 FeC13FeC13、A12(S04)3.18H20 两种混凝剂进行试验，助凝剂采用某公司提供的 8173、9901及 AS32 进行试验。A12(S04)3.18H20 两种混凝剂进行试验，助凝剂采用某公司提供的 8173、9901及 AS32 进行试验。2)2)试验结果高效沉淀池试验期间的部分结果见表 2 2试验

10、期间部分结果表表 2 2 时间流量m/hm/h混凝剂种类种类助凝投加量 mg/1 进水 COD 出水 C0DC0D 去除率进水 P04-P 出水 P04-PP 去除率进水 SS 出水 SSSS 去除率备注助凝投加量 mg/1 进水 COD 出水 C0DC0D 去除率进水 P04-P 出水 P04-PP 去除率进水 SS 出水 SSSS 去除率备注rag/lmg/1 mg/lmg/1 mg/lmg/1 1.725FeC138081730.3324668.872%2.550100%1541292%1.825FeC136099010.51987761%3.410.3390%783456%1.925F

11、eC13409901rag/lmg/1 mg/lmg/1 mg/lmg/1 1.725FeC138081730.3324668.872%2.550100%1541292%1.825FeC136099010.51987761%3.410.3390%783456%1.925FeC134099010.525511555%2.730.4384%117397%1.1025FeC134099010.525910858%2.770.5580.525511555%2.730.4384%117397%1.1025FeC134099010.525910858%2.770.5580%991288%1.1125FeC

12、135099010.5245.980.967%2.590.3387%1641491%1.1225硫酸铝 6099010.5637.594.285%9.330.8791%2632292%斜管上方有矾花飘出0%991288%1.1125FeC135099010.5245.980.967%2.590.3387%1641491%1.1225硫酸铝 6099010.5637.594.285%9.330.8791%2632292%斜管上方有矾花飘出1.1325 硫酸铝 6099010.521010152%2.811.3353%813063%斜管上方有矾花飘出1.1325 硫酸铝 6099010.5273.

13、9154.144%3.851.7455%1105154%斜管上方有矾花飘出 1.1425 硫酸铝 8099011698.9167.576%7.11.0286%1681889%斜管上方有矾花飘出 1.1425 硫酸铝 8099011301.6130.157%3.10.6579%951980%斜管上方有矾花飘出 1.1615 硫酸铝 8099010.5185.79052%2.771.1260%773160%1.1615 硫酸铝 8099010.549490.982%5.860.690%2381693%1.1730 硫酸铝1.1325 硫酸铝 6099010.521010152%2.811.3353

14、%813063%斜管上方有矾花飘出1.1325 硫酸铝 6099010.5273.9154.144%3.851.7455%1105154%斜管上方有矾花飘出 1.1425 硫酸铝 8099011698.9167.576%7.11.0286%1681889%斜管上方有矾花飘出 1.1425 硫酸铝 8099011301.6130.157%3.10.6579%951980%斜管上方有矾花飘出 1.1615 硫酸铝 8099010.5185.79052%2.771.1260%773160%1.1615 硫酸铝 8099010.549490.982%5.860.690%2381693%1.1730 硫

15、酸铝8099011.519110744%2.80.5780%1031982%斜管上方有矾花飘出 1.1730 硫酸铝8099011.548511476%5.60.5391%斜管上方有矾花飘出 1.1835 硫酸铝8099011.519110744%2.80.5780%1031982%斜管上方有矾花飘出 1.1730 硫酸铝8099011.548511476%5.60.5391%斜管上方有矾花飘出 1.1835 硫酸铝8099011.525313646%40.783%962772%斜管上方有矾花飘出 1.1835 硫酸铝8099011.520190.555%3.40.779%812075%斜管上

16、方有巩花飘出 1.2035 硫酸铝70AS32122010552%3.70.781%1122578%1.2035 硫酸铝70AS32130110565%40.783%1872189%1.2135 硫酸铝70AS320.833611665%4.51.176%1663082%1.2135 硫酸铝70AS320.828110563%3.70.878%1352482%1.2235 硫酸铝70AS320.627010063%6.50.9685%1382185%1.2235 硫 酸 铝70AS320.63709574%6.30.8786%3071595%1.2335 硫酸铝70AS320.42109057

17、%5.61.0481%1182083%斜管上方有矾花飘出 1.2335 硫酸铝70AS320.41887063%4.70.883%981288%斜管上方有矾花飘出 1.2435 硫酸铝70AS320.221010550%7.21.382%1086044%斜管上方有矾花飘出 1.2435 硫酸铝70AS320.24259079%6.30.986%1904278%斜管上方有矾花飘出 1.2525 硫酸铝70AS320.31563677%20.1891%1321390%1.2525 硫酸铝8099011.525313646%40.783%962772%斜管上方有矾花飘出 1.1835 硫酸铝8099

18、011.520190.555%3.40.779%812075%斜管上方有巩花飘出 1.2035 硫酸铝70AS32122010552%3.70.781%1122578%1.2035 硫酸铝70AS32130110565%40.783%1872189%1.2135 硫酸铝70AS320.833611665%4.51.176%1663082%1.2135 硫酸铝70AS320.828110563%3.70.878%1352482%1.2235 硫酸铝70AS320.627010063%6.50.9685%1382185%1.2235 硫 酸 铝70AS320.63709574%6.30.8786%

19、3071595%1.2335 硫酸铝70AS320.42109057%5.61.0481%1182083%斜管上方有矾花飘出 1.2335 硫酸铝70AS320.41887063%4.70.883%981288%斜管上方有矾花飘出 1.2435 硫酸铝70AS320.221010550%7.21.382%1086044%斜管上方有矾花飘出 1.2435 硫酸铝70AS320.24259079%6.30.986%1904278%斜管上方有矾花飘出 1.2525 硫酸铝70AS320.31563677%20.1891%1321390%1.2525 硫酸铝70AS320.31154263%1.80.

20、2686%1201488%1.2925FeC1335AS320.259212479%1.80.383%62985%1.2925FeC1335AS320.21849648%3.80.782%2303883%70AS320.31154263%1.80.2686%1201488%1.2925FeC1335AS320.259212479%1.80.383%62985%1.2925FeC1335AS320.21849648%3.80.782%2303883%注：Fecl3Fecl3 不含结晶水，硫酸铝含有 1818 个结晶水3 3)试验分析(1)(1)物化处理的效果由表 2 2 可见，投加硫酸铝及三氯化

21、铁对水中的有机物均有较好的去除效果，在三氯化铁（不含结晶水）投加量在 404080mg/l80mg/l，硫酸铝（含结晶水）投加在606080mg/l 的情况下，试验期间进水 CODcr 在 10080mg/l 的情况下，试验期间进水 CODcr 在 100700mg/l(平均为 300mg/l)的情况_ K，出水 CODcr 700mg/l(平均为 300mg/l)的情况_ K，出水 CODcr 般在 50般在 50150mg/l 之间，出水平均 CODcr 为 99mg/l，CODcr 的去除率一般在 40%150mg/l 之间，出水平均 CODcr 为 99mg/l，CODcr 的去除率一

22、般在 40%80%，平均 CODcr 去除率为 67%;试验期间进水P0480%，平均 CODcr 去除率为 67%;试验期间进水P04P 在 2P 在 29mg/l(平均为 4.lmg/1)的情况下，出水 P049mg/l(平均为 4.lmg/1)的情况下，出水 P04P 在 0.2P 在 0.21.lmg/1 出水平均 P04-P 为 0.7mg/l，P04-P 的去除率为 60%1.lmg/1 出水平均 P04-P 为 0.7mg/l，P04-P 的去除率为 60%95%，平均 P04-P 去除率为 83%;试验期间进水 SS 在 5095%，平均 P04-P 去除率为 83%;试验期间

23、进水 SS 在 50350mg/l(平均为 148mg/l)的情况下，出水 SS 在 9350mg/l(平均为 148mg/l)的情况下，出水 SS 在 946mg/l 之间，出水平均 SS 为 23mg/l，SS 平均去除率为85%；46mg/l 之间，出水平均 SS 为 23mg/l，SS 平均去除率为85%；(2)(2)、装置的处理能力本试验装置的设计处理能力为 25m3/h25m3/h，试验时水温一般在 12121 5 C1 5 C之间，流量基本稳定在 242426m3/h26m3/h 之间。采用 FeC13FeC13 作为混凝剂、同时投加 0.5ppm0.5ppm的 99019901

24、 助凝剂，由于 FeC13FeC13 比重较重，因此沉淀出水中有微小矾花出现，出水效果较为理想。当采用 A12(S04)3.18H20A12(S04)3.18H20 作为混凝剂，水温在 12121 5 C1 5 C之间时，由于温度较低，同时由于 A12(S04)3A12(S04)3 矾花较轻，因此处理流量达到 25m3/h25m3/h 时，沉淀时上方有轻质矾花飘出，影响到感观效果，助凝剂投加量增加至 1.Oppm1.Oppm,出水效果略有好转，但没有明显改善。将处理流量降至 15m3/h15m3/h，出水矾花明显好转，处理效果好，感观效果好。另外将处理流量提高至 35m3/h35m3/h，助凝

25、剂投加量为1.5ppm,1.5ppm,出水中有矾花飘出，影响到感观效果。在投加助凝剂 AS32AS32 时，助凝剂的助凝效果有明显提高，投加量比 99019901 少，当助凝剂 AS32AS32 投加量 0.3mg/l0.3mg/l，处理流量达到 25m3/h25m3/h 时，在沉淀时上方有微小矾花飘出，效果较为理想。由此可见，装置的处理能力与混凝剂和助凝剂的种类以及投加量有关。(3)(3)、不同加药量的处理效果为使试验结果有可比性和实用性，本次试验采用最常用的铁盐和铝盐作为混凝剂，试验中，FeC13(FeC13(以不包含结晶水计算）的投加量分别为 8080、6060、5050、40rog/l

26、40rog/l 进行投加，从试验结果来看，在现有进水浓度条件下，FeC13 FeC13(以不包含结晶水计算）投加量 40ppm,40ppm,出水 P04P04P P 在 0.5mg/l0.5mg/l 左右，稳定在 lrog/1lrog/1 以下。当采用 A12(S04)3.18H20(A12(S04)3.18H20(以包含结晶水计算）时，投加量分别为 8080、60rag/l,60rag/l,由于出水中矾花较 FeC13FeC13 多，影响水中 P04-PP04-P 的去除效果，在现有水质情况卜，A12(S04)3.18H20A12(S04)3.18H20 投加量在 606080mg/l80m

27、g/l 能够满足出水水质要求。实验分别对助凝剂 8173/99018173/9901 及 AS32AS32 进行实验（助凝剂投加时伴有水稀释），试验表明：AS32AS32 的助凝效果比 99019901 好，99019901 比 81738173 好，当采用铁盐作混凝剂时，AS32AS32 投加量为 0.3ppm0.3ppm 效果较好，而用 99019901 时，需投加 0.5ppm0.5ppm，AS32AS32 形成的矾花相对大且密实，由此可见，助凝的品种及投加量对高效澄清的处理效果有较大的影响。针对上海白龙港城市污水处理厂进出水水质的特点，采用化学一级强化工艺能有效地控制水体微污染，特别是

28、除磷效果得到有效保证，同时降低了建设费用和运行费用。通过对高效沉淀池的试验研究，验证了高效沉淀池的处理能力，其表面负荷可达 25m3/h25m3/h，是初次沉淀池的 1010 倍左右，可明显提高处理效果，减少占地面积，同时排放的污泥由于经过浓缩，可减少污泥处理的规模，进一步降低造价。试验通过对不同混凝剂和助凝剂进行了试验，提出合理的投加量，保证污水厂的正常运行，工程试验数据已在设计中应用，目前已在建设，预计 20032003 年底竣工投入运行。参考文献11城市污水生物处理新技术开发与应用化学工业出版社2邱慎初.“化学强化一级处理(CEPT)技术”.中国给水排水，2000,Vol.16(1)，2

29、62邱慎初.“化学强化一级处理(CEPT)技术”.中国给水排水，2000,Vol.16(1)，2629293P.Dauthuille.“The DENSADEG-A new high performancesettling tank”.Degremont INC.3P.Dauthuille.“The DENSADEG-A new high performancesettling tank”.Degremont INC.44熊建英等.“.“铁盐处理上海合流一期污水试验研究”.中国给水排水，2000,Vol.16(6)2000,Vol.16(6)，1717191955蒋展鹏等.“.“城市污水强化一级处理新工艺一活化污泥法”.中国给水排水.1999.1999，Voll5(12),1 Voll5(12),1 5 566姜应和等.“.“混凝法强化城市污水厂一级处理的试验研究”.中国给水排水，20002000，Vol.16(3)Vol.16(3)，12121515