1 污水特點(diǎn)

　　1) 水溫低

　　氣溫隨著季節(jié)變化,而水溫則隨氣溫變化,但污水管道中水溫變幅較小. 如在哈爾濱附近地區(qū),夏季氣溫可達(dá)35 ℃左右,而城市污水排放的溫度為25 ℃左右;當(dāng)冬季氣溫達(dá)- 35 ℃時,污水排放的溫度仍可保持在6 ℃以上. 又如滿洲里市位于大興安嶺北側(cè),冰凍深度3. 4 m ,在該市最冷的天氣,該市總排水口的水溫也在8 ℃左右. 因此,北方低溫地區(qū)的市政污水溫度一般在8～15 ℃,少數(shù)在6～8 ℃.

　　2) 水質(zhì)較差

　　由于寒冷地區(qū)居民多以肉食為主,且地下水位較深,污水中滲入水少,居民用水量小,洗浴水少,故水質(zhì)較差,含油多,污染物含量高. 低溫下管道自分解能力弱,夜間水質(zhì)較好,白天差,晝夜變化較大.

　　3) 水量變化大

該地區(qū)冬季晝短夜長,所以白天的污水排放較為集中,而夜間污水量較少,所以晝夜水量變化較大,易對污水廠形成水質(zhì)水量沖擊.

　　2 可行性探討

　　由于二段法具有較高的污泥質(zhì)量濃度,且生物類型廣泛、種屬繁多,食物鏈長且較為復(fù)雜,同時生物膜上的生物固體停留時間較長,故對生長世代時間長,比增殖速度很小的微生物和生長有利. 生物膜的微生物勿需像活性污泥法中的懸浮生物微生物那樣承受強(qiáng)烈的曝氣攪拌沖出,可為嗜冷性微生物提供繁衍、增殖及生長棲息的安穩(wěn)場所.從其他工程運(yùn)行情況來看,生化池的污水溫度受每天天氣溫度的影響不太明顯,在氣溫晝夜溫差達(dá)( ±15) ℃情況下,污水溫度變化并不明顯,污水溫度變化主要受水源溫度,進(jìn)水量及鼓風(fēng)曝氣時間長短控制,它的溫差變化不超過( ±2) ℃. 所以在低溫地區(qū)應(yīng)用二段法處理市政污水在理論上是可行的。

　　3 工程概況

　　某市東經(jīng)110°54′15″,北緯40°37′22″. 年平均氣溫5～7 ℃,冬季最冷污水廠進(jìn)水溫度為8～15 ℃. 市區(qū)面積78 km2. 人口5 萬余人. 污水廠占地4 hm2 ,設(shè)計(jì)規(guī)模3 ×104 m3/ d ,一期規(guī)模為2 ×104 m3/ d ,但除生化組合池外,其他構(gòu)建筑物均按3 ×104 m3/ d 進(jìn)行設(shè)計(jì)、建設(shè).工程投資2 557. 9 萬元.污水廠的工藝流程見圖2.

　　4 設(shè)計(jì)參數(shù)

　　考慮到低溫對微生物凈化效果的影響,工程設(shè)計(jì)時適當(dāng)降低了一氧池和二氧池的設(shè)計(jì)負(fù)荷和接觸沉淀池的上升流速,具體設(shè)計(jì)參數(shù)如下.

　　一氧池

　　一氧池容積負(fù)荷:2.47 kgBOD/ (m3·d) ;

　　一氧池水力停留時間:0.8 h.

　　一沉池一沉池上升流速:4.5 m/ h ;

　　一沉池水力停留時間:0.8 h ;

　　一沉池水力負(fù)荷:4.48 m3/(m2·d) .

　　二氧池

　　二氧池容積負(fù)荷:1.16 kgBOD/ (m3·d) ;

　　二氧池水力停留時間:1.3 h.

　　二沉池

　　二沉池上升流速:3.0 m/ h ;

　　二沉池水力停留時間:1.5 h ;

　　二沉池水力負(fù)荷:2.97 m3/ (m2·d) .

主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)見表1.

　　5 運(yùn)行效果分析

　　2002 年4 月,污水廠通過了市建委和環(huán)保局組織的工程驗(yàn)收,在污水溫度為8～15 ℃,進(jìn)水COD、BOD5 和SS 分別為475.49、251.69 和298.67 mg/ L 的情況下,出水水質(zhì)分別為49. 68、21. 62 和22 mg/ L ,污染物去除率分別達(dá)到了89.6 %、91.4 %和92.6 %,出水水質(zhì)穩(wěn)定且全部達(dá)到或優(yōu)于國家《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 8978 —1996) 中的二級標(biāo)準(zhǔn)要求,見表2.從實(shí)踐上說明了二段法工藝處理低溫污水的可行性.

　　在低溫條件下,該污水廠取得了較好的污染物去除效果,主要是該污水廠在設(shè)計(jì)初就充分考慮了水質(zhì)、水量變化特點(diǎn)和溫度對生物處理的影響因素,并相應(yīng)采取了適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施.

　　1) 增加調(diào)節(jié)池進(jìn)行水質(zhì)水量調(diào)節(jié),減少對后續(xù)處理單元的負(fù)荷沖擊;

　　2) 提高鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)溫度,將冷空氣溫度加熱至8～12 ℃,以提高曝氣池水溫,這樣可使曝氣池水溫在最冷月份保持在8 ℃以上;

　　3) 充分利用當(dāng)?shù)氐挠欣匦?將主要構(gòu)筑物建于地下,只留超高部分于地面;

　　4) 增加池深,減少平面散熱面積;

　　5) 增加填料厚度,使池內(nèi)保持高生物量.通過以上技術(shù)措施,保證了污水廠在冬季的正常運(yùn)行,達(dá)到了預(yù)期效果.

　　6 運(yùn)行成本分析

污水處理成本費(fèi)用計(jì)算見表3.

　　7 結(jié)語

　　二段法應(yīng)用于低溫地區(qū)市政污水處理在理論和實(shí)踐上都是可行的,工程應(yīng)用取得了較好的污染物去除效果. 同時,該污水單位水量投資為913.5元/m3 ,單位水量占地0.56 m2/m3 ,單位水量處理成本為0.32 元/m3 ,具有較高的經(jīng)濟(jì)性. 因此,二段法處理低溫市政污水在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上也都是可行的,對低溫地區(qū)污水廠建設(shè)具有借鑒和指導(dǎo)作用。（曹積宏,哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院）