摘 要：采用活性砂过滤器对城镇污水处理厂二沉池出水进行深度处理,考察了以活性砂过滤器为深度处理工艺时,城镇污水处理厂出水水质的稳定性及其达到一级A排放标准的可能性。结果表明:活性砂过滤器的出水水质稳定,其出水的SS、TP浓度分别为(1~5)、(0. 2~1. 1) mg/L,优于《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准;出水的氨氮浓度为4~8 mg/L,达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级B标准;出水的COD浓度为55~75 mg/L,接近于《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级B标准。可见,将活性砂过滤器作为新建或已建污水厂的深度处理工艺,可在一定程度上达到节能减排的目的。
关键词：活性砂过滤器; 深度处理; 节能减排
中图分类号：X703 文献标识码：C 文章编号：1000-4602(2010)01-0057-03
为了使污水厂的出水水质达到日益提高的排放标准,绝大多数污水厂都需要进行脱氮除磷改造。目前,污水厂升级改造所采用的深度处理工艺主要有活性炭吸附[1、2]、膜分离[3~6]、曝气生物滤池[7、8]、高密度澄清池[9]、活性砂过滤器[10]等。活性砂过滤器不同于传统过滤器,它是一种微絮凝过滤器,集混凝、澄清、过滤于一体,无需单设混凝、澄清池,从而大大降低了一次性投资成本,减少了占地面积,在一定程度上使城镇污水处理厂达到了节能减排的目的。
中试采用活性砂过滤器处理城镇污水厂二沉池出水,旨在考察以活性砂过滤器为深度处理工艺时,城镇污水处理厂出水水质达到一级A排放标准的可行性及其稳定性。
1 试验装置与方法
1·1 试验装置
原水通过位于过滤器底部的布水器进入活性砂过滤器。水流由下而上通过滤床,滤液在过滤器顶部聚集,经溢流口流出。过滤器底部被污染的滤料通过空气提升泵被提升到过滤器顶部的洗砂器,通过紊流作用使污染物从活性砂中分离出来,杂质通过清洗水出口排出,净砂则利用自重返回砂床从而实现连续过滤。
中试设备的过滤面积为0. 70 m2,过滤器的总高度为4 000mm,砂床高度为2 000mm。滤料为天然均质石英砂,有效粒径为1. 2~2. 0 mm,不均匀系数<1. 5,密度>2. 5 kg/L。
1·2 试验方法及进水水质
试验用水为某市污水厂二沉池出水,其水质(见表1)基本能达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的二级标准,但COD有时会超标。在原水中投加絮凝剂,经管道混合器混合后进入活性砂过滤器。
设备的运行参数:处理水量为6 m/h,滤速为10 m/h,空气提升泵的压力为150 kPa,空气流量为1~2 m3/h,滤砂流速为0. 20 m3/h,洗砂周期为12h。设备24 h连续运行。
试验过程中,定期采集水样并检测其COD、TP、SS、NH+4-N等指标,各指标均采用国家标准方法进行检测。
试验所用药剂为固体聚合氯化铝(PAC),Al2O3含量为28%,投加时配制成质量分数为5%的溶液。试验中PAC的最佳投量确定为20 mg/L。
2 结果与分析
2·1 对SS的去除效果
活性砂过滤器对SS的去除效果见图1。由图1可知,该污水厂二沉池出水经活性砂过滤器过滤后,出水SS为1~5 mg/L,稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准,对SS的去除率为83% ~92%。
2·2 对TP的去除效果
活性砂过滤器对TP的去除效果见图2。
由图2可知,该污水厂二沉池出水经活性砂过滤器过滤后,出水的TP浓度为0. 2~1. 1 mg/L,也稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准,对TP的去除率为70% ~95%,表明先通过化学加药除磷,然后再经活性砂过滤器过滤对TP的去除效果非常好。
2·3 对氨氮的去除效果
由试验可知,该污水厂二沉池出水经活性砂过滤器过滤后,出水的氨氮浓度为4~8 mg/L,稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级B标准,活性砂过滤器对氨氮的去除率仅为10% ~20%,去除作用有限。这是因为,活性砂过滤器仅依靠活性砂床作为微生物的载体,只能通过在滤料表面形成的生物膜来去除氨氮,故去除作用比较有限。
2·4 对COD的去除效果
该污水厂二沉池出水经活性砂过滤器过滤后,出水的COD浓度为55~75 mg/L,接近于《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级B标准,对COD的去除率仅为20% ~45%,去除效果不理想。这是因为,活性砂过滤器主要去除水中呈悬浮态的颗粒有机物和胶体状的大分子物质,而城镇污水厂二沉池的出水中主要为难降解的小分子有机物,通过絮凝及活性砂过滤对这部分有机物的去除率较低。
3 结论与建议
活性砂过滤器对城市污水厂二沉池出水中的SS和TP有非常好的去除效果,通过投加适量的絮凝剂,对SS和TP的平均去除率能高达80%以上,出水SS和TP稳定达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准;活性砂过滤器对氨氮的去除率仅为10% ~20%,去除作用较有限,故当原出厂水的氨氮浓度大大超出一级A标准时,需采用其他强化脱氮工艺进行处理;活性砂过滤器对COD的去除率为20% ~45%,去除作用较有限,因此当原出厂水的COD达到一级B标准时,可采用石英砂过滤器进行深度处理,但当原出厂水的COD只达到二级或更低标准时,单纯采用微絮凝与活性砂过滤,很难将出厂水的COD降到一级A排放标准,必须提高前面生化段对COD的降解效果或通过投加氧化剂来实现出水COD达到一级A标准。
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