摘要：应用一级强化处理-序批式活性污泥法(CEPT-SBR)处理旅游类生活污水，在进水COD为306 mg/L，BOD为198 mg/L，SS为120 mg/L，TN为38 mg/L，TP为5 mg/L，油类为14 mg/L时，处理后出水可达GB 8978-96一级排放标准。该工艺能有效去除生活污水中TN，TP及油类，工艺设备简单，占地少，运行便利，且剩余污泥量少。
关键词：CEPT-SBR法 旅游类生活污水 处理
深圳"明思克航母世界"是由深圳一家民营企业创办的以观光娱乐为主的"海上乐园"。该公司1998年从韩国大宇重工集团购得前苏联航空母舰"明思克"号，经过两年改造，于2000年8月在深圳大鹏湾沙头角建成"明思克航母世界"，并于同年10月正式营业。
"明思克航母世界"主体船舶为航母，但现已无航行动力，靠拖船带动，特别是停泊作为参观游览项目后，将类似于一座固定建筑物，因此其污染源主要来自陆地停车场、办公楼等服务配套设施及航母上娱乐场所生活污水。针对上述水质特点，选定一级强化处理(CEPT)加SBR 法对该"航母世界"污水进行处理，该工程于2000年元月动工，2000年7月开始进行调试，经过5个月的调试，处理水各项指标均达到 GB8978-96一级排放标准，并通过深圳市环保局验收。
1 工程设计
1.1 设计进出水量
本项目污水属于生活污水，主要包括洗浴废水、洗船废水、饮食业污水、粪便污水等。
工程设计规模：630 m3/d。其中陆域245 m3/d，航母385 m3/d。
处理能力：26.3 m3/h，其中基地常住人员300人，日均接待游客4 000人，航母设客房约10套，无公开接待任务。
1.2 设计进出水水质
设计进水水质：pH为6，COD为306 mg/L，BOD为198 mg/L，油类为14 mg/L，SS为120 mg/L，TN为38 mg/L，TP为5 mg/L。
设计出水水质：执行《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级排放标准，即COD≤60 mg/L，BOD≤20 mg/L，SS≤20 mg/L，石油类≤5 mg/L，NH3-N≤15 mg/L，磷酸盐(以P计)≤0.5 mg/L，动植物油≤10 mg/L。
1.3 污水处理工艺流程(见图1)
图1 污水处理工艺流程
陆域污水经管网系统收集，汇集于污水处理系统，经处理后进入调节池；航母污水经集水池收集，由水泵抽至调节池，与陆域污水混合并通入空气进行混合、微及水质调节。调节后污水用污水泵送至 SBR 反应池进行处理后排海。
SBR 池排放的剩余污泥，集中到污泥池，大部分可自行消化，剩余小部分抽回化粪池或经厢式压滤机压滤后由粪车外运。这样既不影响污水处理效果，又可以大大节省投资，减少运行成本。
1.4 处理构筑物及设备
(1)集水池。用于收集航母上生活污水，确保提升泵安全运行，本设计航母污水量为385 m3/d，设计最大流量为38.5 m3/h，集水池有效容积按最大流量时集水时间为0.5 h计算，则集水池有效容积V＝38.5×0.5＝19.25 m3，设计集水池外形尺寸为3.5 m×3.5 m×1.8 m，其中有效高度为1.6 m，超高为0.2 m，集水池实际有效容积V＝3.5×3.5×1.6＝19.6 m3。集水池进水管管径为DN150，设有检修孔1个，尺寸为1.2 m×1 m。集水池提升泵设置于集水池内，用于航母生活污水输送。水泵流量按最大时设计流量38.5 m3/h计，设计选用 50QW42-9-2.2 带自耦装置潜污泵2台，(1用1备)每台水泵流量为42 m3/h，扬程为9 m，功率为2.2 kW。
(2)调节池。用于陆域污水和航母污水贮存，调节两股生活污水水量，并进行预以均化水质。设计污水排放量为630 m3/h，时变化系数为2.4，停留时间为6 h，则调节池有效容积为157.5 m3。为配合土建尺寸，调节池外形尺寸为8.5 m×7.5 m×3 m，其中污泥池尺寸2.3 m×2.3 m×3 m，故调节池实际有效容积为：8.5×7.5×3-2.3×2 .3×3＝175.38 m3。调节池为钢筋砼结构，整个调节池为地下式，与值班控制室、鼓风机房合建。调节池内设有穿孔管，用于通入空气使污水混合和改善污水水质，穿孔管干管管径为 DN80，成环状布置，支管管径为 DN32，穿孔管孔径为 NAE80 6，间距为200 mm，两侧孔成90°斜交错布置。调节池内另设有2台污水提升泵，用于污水提升及调节池检修，提升泵设计流量按最大时流量63 m3/h计算，考虑到远期水量增加的要求，设计选用100QW100-7-4型污水泵2台，每台水泵流量为100 m3/h，扬程为7 m，功率为4kW，带自耦装置，2台水泵1用1备。
(3)SBR池。本工艺采用 SBR法处理污水。SBR工艺采用可变间歇式反应器，省去了回流污泥系统及沉淀设备，与沉淀在同一容器中完成，利用微生物在不同絮体负荷条件下的生长速率和生物除磷脱氮机理，将生物反应器与可变容积反应器相结合而成的循环活性污泥系统。这是SBR工艺的一种革新形式。本设计SBR污泥负荷为0.15 kg BOD/(kgMLSS·d)，总容积为160 m3，为便于施工及操作管理，设计分为2座，每座容积为80 m3，外型尺寸为8 m×6.6 m×3.5 m，其中有效水深为1.5 m。SBR池采用可变微孔器进行鼓风，头用KBB NAE80215型号，每池采用66只，均匀布置，管在池内呈环状布置。池内滗水器管径为DN250。池内剩余污泥用排泥泵送至污泥池进行消化。
(4)鼓风机房。鼓风机房内设2台罗茨风机及2台排泥泵，罗茨风机选用低噪声SSR-100型2台，每台风量为6.29 m3/min，风压为39.2 kPa。鼓风机房建筑面积28 m2，层高为3.5 m，建筑尺寸为8 m×3.5 m×3.5 m。值班室及配电房内设有电气仪表，控制系统及水质化验仪器，便于操作人员管理。值班室同调节池，鼓风机房合为一体，建筑面积40 m2 ，建筑尺寸为8 m×5 m×3.5 m。
(5)污泥池。同调节池合建，用于剩余污泥消化。污泥池外型尺寸为2.3 m×2.3 m×3 m。消化后部分污泥用螺杆泵排至厢式压滤机压滤后由粪车外运。
2 工程调试与运行
2.1 活性污泥培养
为了缩短污泥培养时间，活性污泥的培驯采用接种培驯法，接种污泥取自深圳市罗芳污水处理厂污泥脱水机房的干化污泥，含水率60%左右，SBR反应池投加干污泥680 kg，由于进水所含氨氮及磷的浓度值较低，因此在投加干污泥数日后，即按BOD∶N∶P＝100∶5∶1的比例投加氮源和磷源，分别往SBR池中投加磷肥400 kg，尿素240 kg，同时在SBR反应池中注入1/3池清水。SBR池连续鼓风闷曝。当SBR反应池内出现少量活性污泥絮体时，停止，使SBR池内的混合液静置澄清后，利用滗水器排放池内上清液到预定的水位后，投入相同量废水，进入下一个周期运行。投入废水占总进水量比例由20%逐渐提高至100%，以便对微生物进行驯化。大约经历1个月的时间，经生物镜检，在填料表面已形成了良好的生物膜(本设计在SBR活性污泥反应池中增加了软性填料，将活性污泥法与生物膜法结合起来，既降低了剩余污泥的产量，也有利于污染物的去除)，整个工程投入正式运行。
2.2 运行效果
该公司废水处理工程经过5个多月的调试运行后，各项出水水质指标均达到设计要求。深圳市环境保护监测站的监测结果见表1。
表1 污水处理效果
项目 | pH | COD
(mg/L) | SS
(mg/L) | 氨氮
(mg/L) | 磷酸盐
(mg/L) | BOD
(mg/L) | 石油类
(mg/L) | 动植物油
(mg/L) |
处理前浓度 | 7.32 | 372 | 417 | 20.6 | 1.19 | 162 | 2.50 | 17.0 |
处理后浓度 | 6.57 | 43.0 | 7.00 | 6.11 | 0.032 | ＜2.00 | ＜0.10 | ＜2.00 |
去除率(%) | | 88.4 | 98.3 | 70.3 | 97.3 | ＞98.8 | ＞96.0 | ＞88.2 |
执行标准 | 6～9 | 60 | 20 | 15 | 0.5 | 20 | 5 | 10 |
3 讨论
关于SBR法在污水处理中的运用在很多文章中都作过介绍，此处不再赘述。由于本项目主要是处理生活污水，且处理后就近排海，因此处理过程中对除P脱N的要求较高，本处理工艺采用一级强化处理?SBR法。以达到除P脱N的目的。下面就SBR法除P脱N机理及本工艺中除P的一级强化措施作一讨论。
3.1 SBR法除P脱N的机理及运行周期时段划分
SBR处理工艺一般分为5个阶段，进水、反应、沉淀、排水和闲置，其实质就是厌氧?好氧 ?缺氧的处理过程，因而能够很自然地满足生物除P脱N的环境条件。
进水段就是厌氧，为满足释P要求，DO应控制在0.3～0.5 mg/L以下，当COD浓度较高时释P 速率快，当厌氧释P速率在9～10 mg/(gVSS·h)，水力停留时间在1 h，基本满足对P 的充分释放。
段氧的供给主要满足有机物的好氧代谢，硝化菌利用氧将NH3-N转化成NOx-N以去除水中氨态氮，及满足聚磷菌摄磷过程所需的高氧环境。综合考虑，DO应控制在3 mg/L，时间在3 h左右。
沉淀和排水段即缺氧段，缺氧段DO在0.7 mg/L以下是反硝化脱氮的适宜条件。常规SBR法在一个周期内缺氧环境出现在好氧停止之后，反硝化菌将好氧期间贮存于体内的碳源释放，进行SBR法所特有的贮存性反硝化作用，沉淀和排水阶段时间控制在2 h左右。如时间过长、DO＜0.5 mg/L造成磷释放，使出水中含磷量大大增加，影响除P效果。
总之，运行时间的划分和DO的控制是SBR取得良好除P脱N效果的两个重要因素。在实际工程中，由于DO的在线测量控制有一定难度，而DO又与运行时段的划分密切相关，故运行时段的划分是实际工程控制的关键。结合云南昆明第三污水厂的工程实践和国内外有关文献资料，本工程的运行周期为6 h。具体时段划分如下：进水1.0 h；3.0 h；沉淀1.5 h；排水0.5 h。
3.2 除P一级强化措施
为保证出水TP达到标准，除采用SBR法生物除P外，同时采用化学沉淀一组强化(CEPT)法除 P。
本设计中进水TP＝5 mg/L，经理论计算，反应所需FeSO4为12 mg/L，根据上海城市排水公司的试验结果，当进水TP为4.2 mg/L，投加FeSO4量为100 mg/L时，TP的去除率达75%。本工程投 ┝啃韪菔导实魇越峁范ā?
由于所采用的Fe盐和Al盐同时可作为使用，使用量较少，且对活性污泥没有毒害作用 (上海污水厂有实例)，因此使用化学法不会影响SBR法的效果。但化学法由于人为添加絮凝剂，使产生的污泥量多于生物法，所以要适当增加污泥外排量。
3.3 主要技术经济指标
本工程总投资137万元，设计占地260 m2，常用电负荷为14.45kW，处理成本为0.91元 /m3。
4 结论
(1)CEPT-SBR法处理旅游类场所生活污水是可行的，其运行效果稳定，出水水质良好，并能达到国家一级排放标准。
(2)该工艺有较好的处理效果，使污水中P，N含量降低，且工艺结构简单，工程成本、运行费用较低。
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