一個(gè)典型的循環(huán)式活性污泥法污水處理廠的運(yùn)行——以李家沱污水處理廠為例.pdf

1、本碩士論文是在評(píng)估李家沱污水處理廠三年間運(yùn)行狀況的情況下，確定其運(yùn)作效率以及遵守中國(guó)環(huán)境保護(hù)局的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)大多數(shù)世界各國(guó)政府來(lái)說(shuō)水污染是一個(gè)重要的問(wèn)題，所以要保護(hù)環(huán)境污染水體，無(wú)論怎么強(qiáng)調(diào)它也不為過(guò)。廢水處理的不充分對(duì)人類健康，環(huán)境和城市，城鎮(zhèn)和農(nóng)村社區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展都有嚴(yán)重后果的。飲用水污染的增加了傳染病、地下水資源和當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)惡化的風(fēng)險(xiǎn)。導(dǎo)致飲用水處理的成本顯著增加，政府在緩解這個(gè)問(wèn)題上也無(wú)計(jì)可施。所以，政府會(huì)在這些設(shè)施上投資，但他們處

2、理后的污水達(dá)不到環(huán)境要求的標(biāo)準(zhǔn)，即是資源的浪費(fèi)同時(shí)也導(dǎo)致受納水體的污染。廢水處理有的兩個(gè)根本原因：防止污染，從而保護(hù)了環(huán)境；，也許更重要的是，通過(guò)保障供水和防止水傳播疾病的蔓延，來(lái)保護(hù)公眾健康。人類排泄物的安全處置是安全飲用水的供應(yīng)一個(gè)先決條件，因?yàn)橹挥腥祟惖呐判刮锾幚淼牟怀浞止┧庞锌赡鼙晃廴尽?br>　　 廢水處理的目的是為了減少某些污染物的濃度，使污水不影響周?chē)h(huán)境。需要廢水需要處理的情況包括：1)需要降低目前的污染水平；2)人

3、口增加或集中所導(dǎo)致的廢水排放顯著增加；3)對(duì)污水排放的限制，水源和土地的控制污染和廢水的再利用，以提高公眾的健康。由于水質(zhì)和處理的目的不同，水處理的過(guò)程也不相同。市區(qū)內(nèi)污染和工商業(yè)活動(dòng)增加所產(chǎn)生的污水是重慶市最主要的污染問(wèn)題。
　　 中國(guó)有許多關(guān)于廢水處理和特定用途的水體所能接受的水質(zhì)的環(huán)境法律。在實(shí)際中，李家沱污水廠的運(yùn)行遵守《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》(GB3838-2002)和《城市污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002

4、)。污水廠遵守這些標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行是一個(gè)持續(xù)的過(guò)程。研究旨在獲得中國(guó)重慶李家沱污水廠CASS工藝的基本設(shè)計(jì)信息和運(yùn)行參數(shù)，評(píng)估一段時(shí)期內(nèi)的運(yùn)行參數(shù)來(lái)總結(jié)成功經(jīng)驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)可以改進(jìn)的方面，確定這些運(yùn)行參數(shù)是否滿足國(guó)家環(huán)保局的標(biāo)準(zhǔn)，提出污水廠高效運(yùn)行的建議。讓加納的污水廠在重慶李家沱污水廠的經(jīng)驗(yàn)中吸取教訓(xùn)?；钚晕勰嗍怯腥芙庋醮嬖诘钠貧獾某刈拥奈鬯形⑸锏纳L(zhǎng)所產(chǎn)生的生化懸浮物?！盎钚浴边@個(gè)詞的原因是在這種生化懸浮物中含有大量的細(xì)菌和微生物。生化懸浮物

5、生存、生長(zhǎng)和繁殖，目的是為了減少污水中溶解性有機(jī)物含量，其要求污水和活性污泥混合并且曝氣?；钚晕勰嗟难h(huán)處理通常被設(shè)計(jì)是為了去除或減少病原體，減少有機(jī)物和無(wú)機(jī)物成分的體積，否則會(huì)污染受納水體或?qū)е滤w富營(yíng)養(yǎng)化。
　　 本研究在位于重慶市北部的李家沱污水處理廠進(jìn)行，該污水廠采用的CASS工藝(循環(huán)式活性污泥系統(tǒng))。為確定污水廠的處理效率，對(duì)近三年(2009年01月-2011年10月)的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析。在測(cè)定分析參數(shù)時(shí)進(jìn)行了一系列實(shí)

6、驗(yàn)，如分光光度法和消解實(shí)驗(yàn)等。結(jié)果以圖表和線形圖的方式來(lái)表達(dá)，并且用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)解釋他們。所分析的參數(shù)包括生化需氧量(BOD)，化學(xué)需氧量(COD)，懸浮固體(SS)，總氮(TN)，總磷(TP)，氨氮(NH3-N的)和pH值。
　　 在數(shù)據(jù)測(cè)定期間，281天中的78％的天數(shù)觀測(cè)的流量平均值為26，649 m3/d，它占水廠處理能力的66.6％。與40，000 m3/d的水廠處理能力相比，該水廠一年中大多數(shù)天數(shù)的水處理量都只達(dá)到了水

7、廠處理能力的一半?？紤]到季節(jié)變化的影響，與夏季相比冬季的水處理量的水平的測(cè)定值相對(duì)較低。這是由于人們?cè)诖穗A段對(duì)使用水的情況在改變。由于冬季溫度比較低人們對(duì)水的使用量減少，而當(dāng)夏季溫度高至40℃時(shí)用水量會(huì)明顯升高。夏季測(cè)定的最高處理水量為40，000m3/d，其僅稍微高于水廠處理能力40，000 m3/d。在夏季和秋季污水廠處理水量的測(cè)定值明顯高于年平均值26，600 m3/d，這主要是由于一年中這段時(shí)間的溫度相對(duì)較高。2011年測(cè)定處理

8、水量的平均值為3.67±0.47×103m3/d。從春季到夏季處理水量的測(cè)定值在增加，并且連續(xù)三年夏季的處理水量測(cè)定值最高，這就說(shuō)明居民用水量影響污水處理廠的處理水量。
　　 2009年TP的測(cè)定值均在規(guī)定的范圍之內(nèi)，其平均值為1.06mg/l，上下波動(dòng)值為0.17mg/l?？梢钥闯龀嗽谀瓿鮐P去除率有一些波動(dòng)外，2009年大部分時(shí)間TP去除率是十分穩(wěn)定的。在置信度為0.05的條件下p值為2.06×106，這說(shuō)明2009年的T

9、P去除率為0.94與2010年的0.90相比有明顯差異。在2010年后期TP去除率有一定的波動(dòng)。2010年和2011年的TP去除率都為0.90。在置信度為0.05的條件下p值為0.81，這說(shuō)明2010年的TP去除率與2011年的相比沒(méi)有明顯差異。
　　 在測(cè)定期間TN的去除率在20％到80％之間變化，其平均值為59％。一年的大部分時(shí)間TN去除率在50％左右。2010年測(cè)定的平均值為0.55，其去除率在50％到60％之間徘徊。由t

10、檢驗(yàn)可得2009年，2010年和2011年的平均值之間有明顯的差異，他們的平均值分別為0.59、0.55和0.52。允許排放的BOD值是20mg/l，去除率為88.9％。從圖中可以看出，一年的大部分時(shí)間BOD去除是非常有效的。平均值為6.71mg/l和4.40mg/l，2011年測(cè)定的BOD平均值為3.39mg/l，其平均去除率為95.8％。2009年和2010年測(cè)定的平均去除率分別為93.6％和95.7％。t檢驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明2010年比2

11、009年BOD去除更有效。2010年與2011年比較，t檢驗(yàn)顯示p值為4.52×10-9，其小于0.05的臨界值。這表明2010年與2011年的BOD去除率相比有一定差異。與2011年相比，2010年對(duì)BOD的去除更有效。
　　 2009年測(cè)定的COD均值為23.5mg/l，去除率為89.2％，而在2010年的COD均值為20.1mg/l，去除率為91.0％。2010年的COD均值為18.7mg/l，去除率為90.2％。在0.0

12、5的置信度下t檢驗(yàn)p值為6.35×10-12，這表明2009年的COD去除率與2010年相比有一定差異。p值遠(yuǎn)小于臨界值0.05，這說(shuō)明2009年的去除率與2010年的去除率有明顯的差異。最后一年的去除效率高于前兩年。測(cè)定的SS去除率在80％到100％之間。在2009年的冬末和夏季向秋季過(guò)渡期間SS去除率有一定波動(dòng)。2009年的SS平均測(cè)定值為9.7mg/l，去除率為93.1％；而2010年SS平均測(cè)定值為10.0mg/l，去除率為93

13、.6％。在2010年SS去除率升高是因?yàn)樵谶@年的大部分時(shí)間里測(cè)定的去除率均高于90％。2011年的SS去除率仍在允許的范圍內(nèi)，這年的大部分時(shí)間里測(cè)定的去除率均高于90％。2011年的平均去除率為94.6％，測(cè)定的SS平均值為8.0mg/l。
　　 NH3-N的去除率主要在90-100％之間，而TN的去除率主要在30-80％之間?？偟骄コ蕿?0％，而NH3-N的平均去除率為97％。2009年時(shí)在去除NH3-N方面與TN相比已

14、經(jīng)具有很高的效率。記錄的NH3-N平均值為0.98±1.3mg/L，而記錄的TN平均值為34.6±13.8mg/L。隨著這一年的8月至9月和11月至12月中發(fā)生的一些重要的flactuations，TN的去除率為20-80％，而NH3-N的去除率為80-100％之間。TN的平均值為13.1mg/L其所占的百分比為55.1％，而NH3-N的平均值為2.9mg/L其所占百分比為89.3％。在秋季和初冬這段時(shí)期內(nèi)發(fā)現(xiàn)flactuations會(huì)

15、影響其平均值，否則去除氨氮一般都是有效的。年底時(shí)，在TN的去除率正?；暗?月和8月之間會(huì)出現(xiàn)很多的flactuations。在2011年，對(duì)廢水中總氮去除時(shí)顯示了一個(gè)增加的flactuations。NH3-N的去除率主要在65％-100％之間，而TN的去除率主要在20％-70％之間。NH3-N的平均去除率為52.1％，而TN的平均去除率為94.1％。2011年，NH3-N的去除效率更大地超過(guò)TN的去除率。
　　 在2009年

16、時(shí)BOD/COD的比率為0.5與限定值0.51相近。這意味著，這一年進(jìn)廠的廢水易生物降解，可用活性污泥工藝進(jìn)行處理。在2010年和2011年的BOD/COD的值分別為0.1和0.4。這些值都低于限定值0.51，這表明對(duì)那些年的進(jìn)水進(jìn)行生物降解是比較困難。這可能是由于進(jìn)水的高營(yíng)養(yǎng)含量。BOD/TN給出了一個(gè)從廢水中的除氮的跡象。李家沱水廠用的限定值為4.5或以上。三年的比例均低于限值。這使得廢水中的氮含量高。可以看到在TN和NH3-N曲線

17、上顯示了在一年中的某些時(shí)候的一些波動(dòng)。這使其脫氮工藝的排放值在排放前難以得到滿足。
　　 2009年和2010年的BOD/TP的比例均高于可接受值37.5，這表明，這兩年的除磷效果是令人滿意的，然而在2011年，其值為30.9，低于標(biāo)準(zhǔn)值?？梢詮腡P的去除率曲線上看到，2011年第四季度的曲線波動(dòng)導(dǎo)致高磷含量。三年的TN/NH3-N比例都在1以上。這顯示了在廢水中的總氮含量，而不是以NH3-N的形式。
　　 廢水處理在加

18、納還是在起步階段。只有5％的人口處置廢液是通過(guò)污水處理網(wǎng)絡(luò)連接到污水處理廠的。在大多數(shù)家庭和設(shè)施中，污水的處理是現(xiàn)場(chǎng)或場(chǎng)外進(jìn)行的。一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)處理的例子就是用化糞池，這是家中普遍存在的。這種處理像滴濾池一樣很機(jī)械化，活性污泥法或非機(jī)械處理如厭氧處理，穩(wěn)定池塘等。在加納發(fā)現(xiàn)的主要處理方法包括穩(wěn)定池塘，滴濾池和活性污泥。根據(jù)全球水供應(yīng)和衛(wèi)生評(píng)估2000年的報(bào)告，63％加納人口的衛(wèi)生設(shè)施得到了改善，城鄉(xiāng)中衛(wèi)生設(shè)施得到改善的人口分別為62％和64％