电厂生活污水处理工艺
我国火力发电厂的水资源供求矛盾十分突出，减少火力发电厂污水排放，提高污水处理水平，增大水资源重复利用率是保证环境，提高生产率的重要举措。火电厂生活污水中的污染物主要为COD、BOD5、SS和氨氮的有机污染。国内外传统电厂生活污水处理方法包括污泥曝气、地埋式一体化处理、生物转盘法。污泥曝气方法运行、管理比较复杂，需通过有机负荷和污泥产率确定污泥回流比，保证活性污泥在曝气池中的浓度，这增加了电厂运行管理的难度。地埋式一体化处理设备原理基于污泥曝气或生物膜，将初沉池、二级生化处理和最终沉淀池集中安排在一套设备中埋入地下。存在着设备修理、维护困难的致命缺点，生物转盘受制于转盘质量，影响其运行。
接触氧化法是一种兼有活性污泥法和生物膜法特点的一种新的废水生化处理法。这种方法的主要设备是生物接触氧化滤池。在不透气的曝气池中装有填料，填料被水浸没，用鼓风机在填料底部曝气充氧，空气能自下而上，夹带待处理的废水，自由通过滤料部分到达地面，空气逸走后，废水则在滤料间格自上向下返回池底。活性污泥附在填料表面，不随水流动，因生物膜直接受到上升气流的强烈搅动，不断更新，从而提高了净化效果。从国内外的研究情况来看，接触氧化法具有处理时间短、体积小、净化效果好、出水水质好而稳定、污泥不需回流也不膨胀、耗电小等优点，在含表面活性剂类污水、含油污水及其它生活、工业污水的处理中都得到了广泛应用。山西京玉火力发电厂生活污水包括来自生活区产生的生活污水、办公楼卫生设备的排水、部分车间的杂用水。生活污水的处理与回用是有效缓解北方电厂水资源紧缺的重要途径之一。为了实现生活污水回用的目的，设计了厌氧-接触氧化工艺处理生活污水，处理后污水做为厂区绿化用水。
1生活污水处理工艺设计
1.1处理工艺
生活废水处理工艺如图1所示。
1.2设计进出水水质
设计进出水水质如表1所示。
由于生活污水存在排放不均匀性，所以设置调节池，收集来自生活区生活污水，办公楼卫生设备排水、部分车间杂用水。在调节池底部设计了曝气孔，起到预曝气的作用。调试池还设计了pH自动调节装置。
经过预曝气的废水经过泵提升后进入厌氧池，使难于处理的大分子有机物得到降解，降低后续处理设施的负荷。厌氧池出水自流进入生物接触氧化池。接触氧化是整个处理工艺的核心部分，池内安装弹性组合填料。水进入接触氧化池，在压缩空气的搅动下，与填料上附着的微生物不断接触，由于吸附作用，生物膜表面上附着一层滞流薄水层，空气中的氧通过滞流层进入生物膜，在有氧条件下有机物不断被微生物吸附、氧化分解，从而使污水得到净化。生物接触氧化池出水自流进入沉淀池。经过厌氧、好氧生化处理的生活污水，在沉淀池内沉淀净化，具有良好沉淀性能的杂质在沉淀池内沉淀下来，上部清水进行消毒处理。
沉淀池产生的污泥部分回流进入生物接触氧化池，保持生物菌群的数量和活性，部分排入污泥浓缩池，污泥浓缩池上清液回流至进水调节池，继续处理。浓缩池内的污泥定期外排。
1.3主要构筑物及工艺参数
生活污水处理系统由配电系统、布水系统、鼓风系统、厌氧池、接触氧化池、沉淀池、消毒池、排水系统及加药系统组成。厌氧池面积为2.5m×3.0m，池深为3.0m，水力停留时间为2h，水力负荷为1.33m3/(m2·h)。接触氧化池面积为7.5m×3.0m，池深为3.0m。填料形式采用漂浮型，水力停留时间为6h，水力负荷为0.44m3/(m2·h)。二沉池面积为2.0m×3.0m，池深为3.0m。水力停留时间为1.6h，采用周边集水方式。消毒池面积为1.0m×3.0m，池深为3.0m。消毒剂投加量为10mg/L，水力停留时间为0.8h，水力负荷为3.33m3/(m2·h)。污泥浓缩池面积1.0m×3.0m，高3.0m，有效容积为21m3。
1.4分析指标及方法
COD：重铬酸钾盐法；BOD5：五日稀释接种培养法；NH4+-N：纳氏试剂分光光度法；SS：石棉坩埚法。
2调试运行
2.1接触氧化系统的启动
接触氧化池启动初期采用闷爆形式，DO质量浓度控制为2～4mg/L。生活污水按比例（COD：N：P约为200：5：1）投加N、P成分。
2.1.1COD的去除效果
接触氧化池内装有适宜形状和比表面积较大的弹性填料，在填料表面形成生物膜，由于内部的缺氧环境势必形成生物膜内层供氧不足甚至处于厌氧状态，这样在生物膜中形成了由厌氧菌、兼性菌和好氧菌以及原生动物和后生动物形成的长食物链的生物群落，能有效地将不能好氧生物降解的COD部分厌氧降解为可生化的有机物。反应器挂膜稳定运行期间COD的去除效果如图2所示。
由图2可知，挂膜稳定运行阶段，进水COD在350～450mg/L之间波动，但出水COD相对平稳，基本上都在55mg/L左右，系统表现出了良好的抗冲击负荷变化的能力。在最初3d时间内，可能由于系统还未完全稳定，微生物量相对较少，出水COD超过60mg/L；随着系统稳定运行，反应器内生物膜逐渐成熟，生物膜上的微生物能够充分利用污水中的营养物质，出水COD逐渐降低，并在第22d达到最小值34.7mg/L。
2.1.2BOD5的去除效果
稳定运行阶段反应器中进出水BOD5的去除效果如图3所示。由图3可知，出水BOD5一直处于20mg/L以下，去除率达到90%以上。该电厂生活污水具有良好的可生化性，平均BOD5/COD比值到了0.37，能够有效满足微生物生长对营养物质的需要,有利于好氧微生物快速降解水体中BOD5。
2.1.3SS的去除效果
生物接触氧化反应工艺对SS的去除主要依靠填料上生物膜的接触絮凝作用、微生物的吸附作用及生物膜生长过程中分泌的酶和多糖类物质产生的絮凝作用。系统稳定运行阶段SS的去除效果如图4所示。
由图4可知，进水SS质量浓度在330～400mg/L波动，出水质量浓度稳定在10mg/L。SS去除率一直稳定在96%以上。刚刚开始运行期间可能由于反应器不太稳定，导致去除率低一些，但是随着运行时间的增长，去除率保持稳定，表明反应器中生物膜的生长情况良好。
2.1.4氨氮的去除效果
系统中的填料促使水体中大量微生物得以附着，使系统中生物相更加丰富，形成了细菌、原生动物和后生动物为主的微生态结构。在生物处理过程中，亚硝化细菌将NH4+-N转化为亚硝态氮，硝化细菌将亚硝态氮转化为硝态氮，从而达到去除NH4+-N的目的。挂膜稳定运行阶段反应器对NH4+-N的去除效果如图5所示。
由图5可知，进水NH4+-N质量浓度一直稳定在60mg/L左右，出水NH4+-N质量浓度均保持在10mg/L以下，均符合出水排放标准。运行刚开始一段时间NH4+-N除率出现下降的趋势，这可能是由于老化污泥的脱落使附着在填料上的微生物脱落，影响到了去除效果，但是由于老化污泥的量较少，所以影响不大。随着时间的延长，反应器中世代较长的硝化细菌能够较好的生长与繁殖，使硝化细菌成为反应体系中的优势菌种之一，从而对NH4+-N的去除达到了很好的去除效果。
在挂膜过程中填料表观特征变化如下：启动后，下部填料上出现少量淡绿色物质，可能为藻类；而后此种物质有所减少。镜检后发现有漫游虫和个别钟虫出现，但数量均不多；填料及出水中的泥腥味较大，且镜检发现有大量的累枝虫和部分线虫，这标志生物膜已基本成熟[8]。
2.2消毒系统及污泥处理系统调试
经过现场实践，当有效氯投量为10mg/L时，出水总大肠菌群数<2L-1，接触40min后清水池内总余氯≥3.5mg/L。
二沉池排出的污泥经污泥泵打入污泥脱水机（电动厢式压滤机）。生物接触氧化池每40天排泥一次，泥量约为2t，污泥含水率为99%，经浓缩脱水后，污泥含水率降至75%。
2.3调试结果及出现的问题
利用以接触氧化池为核心部分的工艺可较好处理电厂生活废水，系统获得稳定的出水效果，表现出良好的抗击能力，处理后的排放水符合国家规定的排放标准。
接触氧化池运行一段时间后，部分孔道被老化脱落生物膜所堵塞，造成短流，影响处理效果。另外曝气用的穿孔管为无缝钢管也容易发生堵塞影响运行，清理维护工程量大，费用高，如能采用半微孔曝气器即能解决上述问题。
3经济性分析
该系统设计运行成本约为1.5元/m3，实际运行费用约为3.2元/m3。这是由于处理水量为设计水量的45%左右，且电厂扩建留有一点的发展余量，选用设备规格（如氧化风机）偏大，电耗增加。按当前系统出力，约160m3/d水回用于厂区绿化。按当地经营服务业水费为4.3元/m3计，每月可节省水费5280元。并且该污水处理工程实现了最大程度地减轻对周围环境的污染的目标，符合国家节能减排的产业政策。
4结论
采用厌氧/接触氧化/消毒工艺处理生活污水，对于COD、BOD5、SS、NH4+-N表现出良好去除率，并且提高污水的可生化性。消毒池内消毒剂加药量为10mg/L时，出水总大肠菌群数<2L-1。经过污泥经过处理后含水率约为75%。
设备选型偏大，运行电耗高，还需进一步提高系统运行的经济性。
采用相应的措施可以防止运行中堵塞的问题。
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