水解酸化＋UCT＋混凝处理生活污水运行效果分析
摘要：介绍了采用水解酸化＋UCT＋混凝＋消毒工艺处理生活污水的设计及调试运行实例。结果表明,该工艺能有效去除污水中的污染物, 在进水COD 为415mg/L,BOD5为203mg/L,SS 为311mg/L,NH3-N 为36mg/L,TN 为44mg/L,TP 为4.3mg/L 时, 出水COD 为24mg/L,BOD5为8mg/L,SS 为6mg/L,NH3-N 为4mg/L,TN 为10mg/L,TP 为0.3mg/L,去除率分别可达到94.2％、96.1％、98.1％、88.9％、77.3％、93％,出水水质稳定,并达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002）一级标准中的A 类标准。同时对运行过程中存在的问题进行了分析，并给出了相应的解决方法。该项工程为城市生活污水处理的设计及调试提供了参考。
关键词：水解酸化,UCT,混凝,生活污水,应用实例
1 污水水质及排放规模
通过对某经济开发区污水水量及水质进行调研，确定污水处理厂的设计规模为3.0 万m3/d。根据该污水厂环境影响初步分析,要求污水处理厂出水水质应达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准中的A 类标准[1]。具体水质指标见表1。同时要求处理后出水中粪大肠杆菌数≤103 个/L。
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2 污水处理工艺流程
2.1 工艺流程介绍
该污水处理厂出水水质要求达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准中的A 类标准。针对这一特点,该工程主体采用生物处理＋深度处理工艺，生物处理工段采用水解酸化＋UCT 工艺，深度处理工段采用纤维转盘滤池。
污水首先经过粗格栅以截留较粗大的悬浮物和漂浮物；出水进入提升泵站,通过潜污泵将污水提升后进入细格栅,细格栅出水进入旋流沉砂池以进一步去除无机性沉砂。旋流沉砂池出水经电磁流量计计量后进入水解酸化池+UCT 进行生物处理, 在水解酸化池中营造缺氧环境,将污水中不易降解的大分子污染物分解为小分子,为后继的生化处理创造良好的条件；在UCT 池中分别营造厌氧、缺氧及好氧环境,利用厌氧、缺氧及好氧区微生物菌群的不同功能,进一步去除系统内的有机物、氨氮和磷,进行碳化、硝化、反硝化和除磷反应。UCT 池出水自流入二沉池进行泥、水分离。二沉池出水进入高效混凝沉淀池和纤维转盘滤池，出水进入紫外消毒渠,经消毒后达标外排。
粗格栅和细格栅截留的栅渣装入小推车外运。旋流沉砂池所产生的沉砂通过砂水分离器处理后外运。生化系统所产生的剩余污泥及深度处理产生的化学污泥用泵打入带式浓缩脱水一体机进行浓缩和脱水,脱水后的污泥经螺旋输送机送至污泥堆放间运泥车,然后外运填埋处理。污水、污泥处理工艺流程见图1。
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2.2 主要构筑物及设备参数
2.2.1 粗格栅、进水泵站
流量3 万m3/d,总变化系数K＝1.42。进水井、粗格栅间及提升泵站三部分合建。进水井1 座。尺寸:2.5×2.2×9.65m。
粗格栅渠2 道,单渠尺寸:9.7×0.9×9.65m,设两道机械粗格栅,栅条间距20mm,栅前水深0.7m, 过栅流速0.65m/s, 安装角度70°,格栅宽 800mm,电机功率1.75kW,皮带输送机1 台,型号CB500,输送长度5m, 功率1.5kW。机械粗格栅选用双栅式齿耙格栅除污机。数量2 台,型号 SBD800,为防止大的悬浮物撞击损坏机械粗格栅,在机械粗格栅前设钢制人工粗格栅。人工粗格栅2 台,型号SM900,栅间距40mm,格栅宽 900mm,渠道深9650mm,栅高1000mm,粗格栅间内为人工粗格栅配套设置手动葫芦一台。提升泵站1 座,集水池内设置超声波液位计。流量 3 万m3/d。尺寸:4.8 ×6.7 ×11.0m。提升泵站设4 台潜污泵, 型号 250WQ600-15-55,流量625m3/h,扬程17m,电机功率55kW,高峰时三用一备,正常水量时两用两备。
2.2.2 细格栅及旋流沉砂池
细格栅及旋流沉砂池合建。流量3 万m3/d,总变化系数K＝1.42。细格栅渠2 道,单渠尺寸:5.15×1.0×1.63m。型号SRH900,栅间距5mm,格栅宽900mm,渠深1800mm,栅前水深0.8m,过栅流速0.8m/s,安装角度 70°,功率1.35kW。机械细格栅选用回转式钩齿格栅除污机,数量2 台。回转式钩齿格栅除污机配套设置螺旋输送压榨机1 台, 型号CSP280, 输送长度4.2m,直径280mm,功率1.5kW。
旋流沉砂池2 座,单池直径3.05m,单池进水渠宽0.61m,单池出水渠宽1.2m,主要设备有旋流除砂器2 台,处理流量1080m3/h,转速10～ 20rpm, 功率0.75kW, 砂水分离器1 台, 型号GC220-AZ, 螺旋直径 220mm,处理量:5~12L/s,功率:0.37kW；罗茨鼓风机2 台,型号SSR－50, 风量1.75m3/min,风压39.2kPa,功率2.2kW。
2.2.3 水解酸化池+UCT 池
流量3 万m3/d。水解酸化池2 座, 单座尺寸:35.25×18.0×7.0m, HRT=6.0h。主要设备有:潜水搅拌机6 台,型号MS650/7.5,转速42rpm, 功率7.5kW。
UCT 池2 座,单座尺寸:38.25×35.25×7.0m,单座有效容积:厌氧区: 630m3,10.5m ×10.0m ×7.0m, 有效水深6.0m, 超高1.0m, 缺氧区: 1650m3,27.5m×10.0m×7.0m,有效水深6.0m,超高1.0m,好氧区:5508m3, 好氧区渠道4 条,单渠道宽6m,单渠道长38.25m,有效水深6.0m,超高 1.0m,UCT 停留时间12.64h, 其中厌氧区1.0h, 缺氧区2.64h, 好氧区 8.99h,污泥龄13.0d,污泥回流比100％。主要设备有混合液回流泵10 台,型号QJB-W2.5,缺氧区2 台,好氧区3 台,流量:625m3/h,扬程0.7m, 功率2.5kW,旋切涡流立式搅拌机2 台,型号MW2000/4,安装在厌氧区, 转速43rpm,功率4kW,潜水推进器4 台，型号:PS1800/3,安装在缺氧区, 转速43rpm, 功率3kW, 硅橡胶膜管式曝气器1745 根,q:5.5m3/h·个,L: 1000mm。
2.2.4 二沉池
2 座,设计规模3 万m3/d。中间进水周边出水的辐流式二沉池,表面负荷0.8,直径32m,池边水深4.3m,主要设备有全桥式周边传动刮吸泥机2 台,型号SPD-II32,直径32m,功率2.6kW。
2.2.5 管道混合器井
尺寸:5.2×2.5×2.25m,管道混合器1 台,型号DN700。
2.2.6 高效混凝沉淀池
设计规模:3 万m3/d。混合区:4.6×4.6×6.0m,推流区:11.3×1.4×6.0m, 澄清区:11.3×11.3×6.0m,主要设备有污泥螺杆泵3 台（两用一备）,型号 B1LCDQ,流量72.3m3/h,扬程3m,功率15kW;集水坑潜污泵1 台,型号 QW-10-7-0.75,流量10m3/h,扬程:7m,功率0.75kW,反应器1 台,直径 2.1m,高度4.5m,快速混合器1 台,转速:5～30rpm,可调；刮泥机1 台,直径11.3m,池深6m,转速0.02～0.13rpm,功率1.5kW,斜管83 平方米,长度 0.75m,片厚0.5mm,不锈钢集水槽10 套,长度5.45m 高度0.55m 宽度 0.4m。
2.2.7 纤维转盘滤池
设计规模:3 万m3/d。尺寸:10.9×6.2×3.95m。主要设备有反冲洗泵 4 台,型号A65-150CE,流量30m3/h,扬程14m,功率2.2kW。集水坑潜污泵2 台,型号QW-10-7-0.75,流量10m3/h,扬程7m,功率2.2kW,纤维转盘成套设备2 套, 设计规模32000m3/d, 中心管装置D＝0.55m, 功率 0.75kW。
2.2.8 紫外消毒渠及回用水池
紫外消毒渠及回用水池合建。紫外消毒渠1 座,尺寸:12.80×3.05× 1.9m。主要设备有紫外消毒模块1 台。型号MR3000,设计规模:1250m3/ h,功率:33.22kW,回用水泵2 台,型号65WQ40-48-10,流量48m3/h,扬程 10m,电机功率4.0kW。
2.2.9 污泥调配池
数量1 座,尺寸:准4×5.0m 主要设备有搅拌机1 台,型号MR3000,准: 3m,转速5.3rpm,功率1.5kW。
3 工程调试及效益分析
该工程在调试运行期间出现个别监测数据异常现象,经分析是由于进水水质变化以及曝气设备运行不正常, 出现UCT 段池内的 BOD5、COD 值升高、好氧段溶解氧浓度较低,通过调整曝气转碟开启台数及改变回流污泥量解决。调试过程中,由于回流污泥泵、剩余污泥泵、潜水推流器发生故障,在池底产生污泥沉积,影响泥水混合效果并产生厌氧,经过及时检修消除影响,并加强对回流污泥泵站定期观察, 检查污泥回流轴流泵及剩余污泥潜污泵的运行情况,保证泵的正常运转,发现损坏,及时维修或更换。在反冲洗过程中,由于冲洗不充分,也导致出水污染物浓度升高，通过加强反冲洗消除影响。
由于调试期间的有机物负荷远低于设计值,出水水质稳定。出水水质指标除COD、SS 的个别监测值高于设计值外,其他指标均优于设计值。该污水处理工程经过连续稳定运行, 在进水COD 为415mg/L, BOD5 为203mg/L,SS 为311mg/L,NH3-N 为36mg/L,TN 为44mg/L,TP 为 4.3mg/L， 出水COD 为24mg/L,BOD5 为8mg/L,SS 为6mg/L,NH3-N 为 4mg/L,TN 为10mg/L,TP 为0.3mg/L， 去除率分别为94.2％、96.1％、 98.1％、88.9％、77.3％、93％，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002） 一级标准中的A 类标准, 即COD≤50mg/L, BOD5≤10mg/L,SS≤10mg/L,NH3-N≤5mg/L,TN≤15mg/L,TP≤0.5mg/L，且粪大肠杆菌数≤103 个/L。该污水处理工程运行大大减少了污染物的排放量，COD 减少约4281.45 吨/年，BOD5 减少约2135.25 吨/年，SS 减少约3339.75 吨/年，NH3-N 减少约350.4 吨/年，TN 减少约372.3 吨/ 年，TP 减少约43.8 吨/年。
该工程总投资1562.81 万元。运行成本包括电费、药剂费、人工费等，折合0.412 元/吨水。
4 结语
4.1 采用水解酸化＋UCT＋混凝＋消毒工艺处理生活污水，结果表明,在进水COD 为415mg/L,BOD5 为203mg/L,SS 为311mg/L,NH3 -N 为 36mg/L,TN 为44mg/L,TP 为4.3mg/L 时， 出水COD 为24mg/L,BOD5 为 8mg/L,SS 为6mg/L,NH3-N 为4mg/L,TN 为10mg/L,TP 为0.3mg/L，去除率分别为94.2％、96.1％、98.1％、88.9％、77.3％、93％， 出水水质稳定并达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准中的A 类标准；大大的减轻了生活污水对环境的污染；
4.2 与传统A2/O 法相比,UCT 工艺优点在于污泥先回流至缺氧池,再将缺氧池部分混合液回流至厌氧池,从而减少了回流污泥中过多的硝酸盐对厌氧放磷的影响；
4.3 紫外线消毒对细菌、病毒、原生动物均有效,灭菌效率高,作用时间短,危险性小,无二次污染等。消毒过程不会产生三卤甲烷和致癌物质,符合环境保护的要求；不需要运输、使用、贮藏有毒或危险化学药剂；无需巨大接触池,占地面积小；
4.4 该污水处理工艺的稳定运行为城市生活污水处理的设计及调试提供了参考。
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