新疆石河子污水处理厂

新疆石河子污水处理厂总建设规模为20万m3/d，其中一期工程105 m3/d，二期工程105 m3/d，污水处理厂主要处理来自石河子市的生活污水以及工业废水。其中工业企业排放的废水占污水总量的76%，居民生活污水占污水总量的24%。污水处理厂设计进水水质及排放标准（《污水综合排放标准》（GB 8978—96中规定的二级排放标准）见表1。
表1  污水处理厂设计进水水质 (mg•L-1 (pH除外))
项目 COD BOD5 SS NH3-N TP pH
进水 1 100 420 520 16 1.4 9.2
出水 <120 <30 <30 <25 <1.0 6~9
1  工艺概况
1.1  工艺简介
石河子污水处理厂在设计初期，设计采用了BIOLAK工艺，该工艺是一种高效生化处理系统，属低负荷活性污泥处理工艺，通过生化处理有效降解了污水中的COD、BOD5
等有机污染物。工艺具有占地紧凑、工艺稳定、投资低廉、维护简单、运行费用低等特点[1-4]。同时，池型采用土池结构，大大降低了工程的建设投资。但在工程建设期间，由于当地政府财政紧张，该厂并未采用BIOLAK专用曝气链设备，而是在确保工艺设计参数不变的条件下，采用了表曝机和美国爱尔氧（AIRE-02）曝气设备共同曝气方式，因此，该厂工艺与BIOLAK工艺又有所不同。称之为改良BIOLAK工艺。
1.2  工艺流程
   　污水处理厂工艺流程见图1。
    进水→ 格栅间→ 提升泵→ 沉砂池→ Biolack综合反应池→ 消毒→ 蘑菇湖
 
图1  污水处理厂工艺流程
污水中含有的较大的悬浮颗粒和漂浮物通过粗格栅、细格栅去除，防止后续处理构筑物管道、阀门、和水泵机组的堵塞。污水进入集水池后通过潜污泵送到沉砂池，去除污水中的比重较大的无机颗粒。然后通过配水井均匀进入4个综合反应池，在综合反应池中通过活性污泥对污水中有机污染物进行去除。污水达标排放后排入蘑菇湖。
综合反应池是污水处理厂的核心，包括厌氧段、好氧段、沉淀段、以及后稳定消毒段。污水首先进入厌氧段，利用厌氧微生物破坏污水中的有机高分子化合物，使其成为直链烃类，从而提高了废水的可生化性。同时设置厌氧段也为系统的有效除磷提供了一个有利的环境。此外，厌氧段还能够起到污泥选择器的功能，有效的防止污泥膨胀。污水经过厌氧段后进入好氧段，在好氧段利用好氧微生物去除污水中的有机污染物。污水经过好氧处理后进入沉淀段，在沉淀段对好氧池内的混合液进行泥水分离，沉淀污泥大部分进行回流。剩余污泥由剩余污泥泵排出到污泥浓缩池。污水则直接进入后稳定段，后稳定段对前段处理污水做进一步处理，以保证出水稳定和富氧。
2  工程调试
污水处理厂调试及试运行是污水处理工程建设的重要阶段，是检验污水处理厂前期设计、施工、安装等工程质量的重要环节。工程调试是在设备安装完工后进行的，按单体调试、局部联合调试和系统联合试运转3个步骤进行。在工程调试之前，应该对所有设备、管道以及水下设备进行检查，彻底清理所有杂物，以避免通水后管道、设备堵塞影响调试的顺利进行。
2.1  活性污泥培养
石河子污水处理厂调试从2004年7月份开始，调试的第一阶段对4个反应池同时进行活性污泥的培养。传统的活性污泥培养方法，是在反应池中直接种活性污泥。考虑到污水处理厂反应池巨大（单个反应池长×宽×高=158 m×61.5 m×5.5 m）且附近没有正常运行的污水处理厂以提供大量的活性污泥，因此，通过接种污泥进行污泥培养不方便。同时通过接种污泥启动污水处理厂需要的时间较长，相应的能耗也大。为了缩短活性污泥的培养时间，调试过程中使用了生物助剂（生物酶制剂），投加生物助剂后污泥系统能够快速启动，大大缩短了污水处理厂正常运行的时间。污水处理厂实际进水水质见表2。
      表2  污水处理厂实际进水水质 (mg•L-1 (pH除外))
项目 COD BOD5 SS NH3-N TP pH
进水 220~650 45~120 83.6~284.0 11.5~16.0 1.1~2.4 8.1~9.3
平均值 425 110 236.0 13.6 1.6 8.5
对污水水质分析可以发现进水水质较设计水质要低，主要原因是由于污水处理厂距石河子市区有13 km，污水管网系统还没有建设完成，污水大部分时间是在排水渠（明渠）中流动，在进入污水处理厂前，中途有一些其他污水混入。分析水质其中BOD5 /COD=0.26，说明污水可生化性较差， BOD5∶N∶P=69.0∶8.5∶1.0，营养元素比例基本满足微生物生长要求。
活性污泥的培养从7月开始，调试水温21 ℃，进水流量2 000 m3/h。开始采用间歇进水进行活性污泥培养，按照进水1 h，曝气2 h，沉淀1 h进行，反应池DO控制在3~4 mg/L左右，持续一段时间后，当反应池中污泥浓度到300 mg/L左右的时候，开始按照5 g/m3的量向反应池中投加生物助剂。生物助剂在投加之前在活化槽中活化12 h，以保证优势微生物的活性。活化后一次性投加到反应池中。生物助剂连续投加10 d，期间不排污泥。污泥100%回流。同时通过镜检，密切观察生物相变化。并且对进、出水水质及反映活性污泥性能指标进行测定，包括SV、MLSS、SVI、COD和BOD5等指标。图1为好氧池中污泥浓度（MLSS）的变化曲线。通过1周左右的培养，培养过程中MLSS达到1 000 mg/L左右。此后改成连续进水，污泥回流100%。通过近2周的培养MLSS达到1 700 ~2 000 mg/L，此时SVI=80 ~110 mg/L。同时镜检发现污泥中有大量的原生动物及后生动物。表明活性污泥培养基本成功。活性污泥培养成功后生物助剂投加量减少，每天加一定量加以维持。

2.2  工艺调试
活性污泥基本培养成功以后，系统进入调试阶段。工艺调试主要是通过调节反应池中的DO、污泥回流比、SV%、剩余污泥排放等参数，使系统正常运行，出水达标排放。
由于污水处理厂曝气系统采用的表面曝气系统无变频装置，DO的控制只能通过关停其中部分设备来实现，这给反应池控制DO带来了不便，调试期间，反应池中DO保持在3~4 mg/L。每天通过监测SV%调整污泥回流量，使污泥负荷F/M (MBOD5/(MMLSS•d))在保持在0.05~0.10 kg /(kg•d)。由于该工艺属低负荷生物处理系统，系统产泥量少。因此调试期间系统很少排泥。系统调试后期出水COD、BOD5、SS均达到设计要求。图2是调试运行期间COD、SS的变化曲线。

调试后期COD出水平均为102 mg/L，平均去除率为75%，SS出水平均为20.1 mg/L，平均去除率为90%。BOD5出水平均为15.8 mg/L其平均去除率为82%。
3  污水处理厂存在的问题及解决方法
经过1个多月的调试，污水处理厂能够正常运行，并且各项出水水质指标均达到排放标准。但是在调试的过程中发现污水处理厂还存在着一些问题需引起注意。
3.1  水质问题
污水处理厂在可行性研究阶段，在进行水质分析论证的过程中只考虑到污水主要来自石河子市造纸厂污水及居民生活污水，但进水的过程中发现还有一部分化工污水。通过实验分析，该化工污水pH可达到10.85，COD约为186 mg/L。经过试验，在长时间曝气后COD降为120 mg/L，说明该种废水中可降解的污染物较少。该化工污水的量约占污水厂进水量的三分之一，因此，对污水处理厂的冲击负荷非常严重。造成污水处理厂系统有时候不正常，污水出水不能达标，因此建议当地政府部门应该加强管理，加大执法力度，促进工业企业的废水达标排放，保证污水处理厂的正常运行。
3.2  DO控制
污水处理厂综合反应池中曝气系统采用表面曝气及曝气搅拌系统。每个反应池好氧段设置表曝机3台，电机功率97.3 kW，小海神充氧机8台，功率电机15 kW。由于曝气系统没有变频装置，只能通过停止某一台充氧机或表曝机来控制DO，为控制整个系统DO带来了很多不便。同时，停止某一台充氧机或表曝机也不利于反应池中的泥水混合，反应池中污泥容易发生沉淀。另一方面，也不利于系统的节能。因此建议污水处理厂对表曝机进行技术改造，通过变频系统灵活控制反应池内的DO，保证系统的正常运行。
3.3  厌氧池污泥淤积的问题
综合反应池前段是厌氧池，每个厌氧池设置两台表面搅拌机，由于搅拌机分别安装在厌氧池两侧同时往中间方向搅拌，在每台搅拌机后面形成了一个死区。调试过程中发现在这部分污泥严重沉积，减少了厌氧池的有效容积，影响了厌氧效果。因此，整个系统在运行的过程中应该每隔一段时间调整搅拌机的方向，有效保证厌氧池的厌氧功能。
3.4  后稳定池的问题
污水处理厂后稳定池中间通过一个浮动挡墙分为两部分，前一部分设置两台小充氧机，设计目的为了改善沉淀池出水水质，对出水进行后曝气。后一部分为一沉淀段，通过沉淀进一步去除由于前一部分曝气搅动产生悬浮物。后稳定池的设计是BIALOK工艺的一个特点，但是在污水处理厂运行的过程中，由于设备采用表面充氧机，对水面扰动严重，产生大量泡沫，有时泡沫会直接从浮动挡墙上部进入沉淀段，严重影响了出水水质。因此在调试过程中两台充氧机不开启。致使前面一部分形成污泥沉淀，甚至发生污泥上浮的现象。影响了污水的出水水质。因此建议污水处理厂能够改进曝气设备，增加变频装置，降低搅拌速率，在保证出水富氧的情况下，不使污水产生大的扰动，保证出水水质。
4  结　论
（1）生物助剂可以成功地用于大型的城市污水处理系统的启动生物驯化，具有启动时间短，节约启动电耗，节约成本、使用方便的优点。
在石河子污水处理厂调试过程中，生物助剂的使用明显缩短了微生物培养驯化的时间，将一般为3个月的调试时间缩短为1个半月，节约了大量启动期间的电耗，特别适用于大型污水处理厂的启动。
（2）对于石河子这类以生化性较差的工业废水为主的城市污水，采用生物酶制剂有利于提高处理效果。由于生物助剂是针对各行业废水而专业培养的优势菌种，经筛选、组合而成，能分解不同类型的有机污染物，还能分解常规微生物所不能分解的有机污染物，因此，有机污染物的可生化性能得到较大提升，从而产生更高的去除效率，达到较好的处理效果。同时，驯养成熟的专性生物助剂对某些毒性污染物具有强大的迅速分解能力，可使生物处理单元随时保持最佳状态，增强其抗冲击负荷的能力。
（3）采用了改良的Biolack工艺系统，由于采用了土池结构，简化了工艺设备，使工程投资大大降低。
（4） 采用改良的Biolack工艺系统，由于曝气设备的改进，使污水处理成本明显
降低。
（5）本工艺具有抗冲击负荷能力强，产生污泥量少，污泥性质稳定，沉降性好的特点。同时工程总体投资少，运行费用低等特点。非常适合在我国西部等经济欠发达地区值得推广。

地 址: 西三路１７号
电 话: 2515661-2888
联系人: 余盟甫
邮 编: 832000