PFBP多级接触氧化工艺在北京农村污水处理中的应用王小青

环境与发展28HUANJINGYUFAZHAN▲WURANYUFANGZHI“PFBP”多级接触氧化工艺在北京农村污水处理中的应用王小青（北京桑德环境工程有限公司，北京101102）摘要:本文针对北京姚辛庄村污水水质及水量变化的特点，选取“PFBP”多级接触氧化工艺为核心工艺对该村污水进行处理，该工艺流程简单、运行稳定、整体占地面积少、设备全、地埋、场站美观、运行电耗低、对水质水量变化的适应性强、处理效果好，可提高总氮和总磷的去除率，且可实现自动化控制运行。关键词：村镇污水；多级接触氧化；推流式反应中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：2095-672X(2018)05-0028-02DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2018.05.015Applicationof“PFBP”multi-stagecontactoxidationprocessinruralseweragetreatmentinBeijingWangXiaoqing(BeijingSandEnvironmentalEngineeringCo.,Ltd.,Beijing101102,China)Abstract:AccordingtothecharacteristicsofchangesinthequalityofsewageandwaterinYaoxinzhuangVillageinBeijing,thispaperselectsthe“PFBP”multi-stagecontactoxidationprocessasthecoreprocesstotreatthesewageinthevillage.Theprocessflowissimple,theoperationisstable,theoverallareaissmall,andtheequipmentFull,buried,beautifulstation,lowpowerconsumption,strongadaptabilitytochangesinwaterqualityandwaterquality,goodtreatmenteffect,canincreasetheremovalrateoftotalnitrogenandtotalphosphorus,andcanrealizeautomaticcontrolandoperation.Keywords:Villageandtownsewage;Multi-stagecontactoxidation;Push-flowreactio目前，我国农村污水排放量占到排放总量的50%左右[1]；但污水处理方面城乡之间差别显著：在城市，污水不但有完善的收集、处理技术和设施，而且国家颁布系统的法律法规和标准加以控制；而占全国总面积近90%的广大农村，96%的村庄没有排水渠道和污水处理系统[2]。未经处理的生活污水通过点源和非点源排放，将各类污染物带入河流，严重污染各类水源，导致出现了包括蓝藻水华等诸多生态环境问题[3]。农村污水主要包括生产污水和生活污水往往具有如下特点：（1）污水类型复杂，排放强度和规律的区域差异大；（2）人口少、规模小，污水排放系数大；（3）水质波动大，季节性变化明显。目前，国外一些地区在农村生活污水处理技术的研究和应用方面，积累了许多经验。澳大利亚也进行了不少有益的探索。该国联邦科学和工业研究组织（CommonwealthScientif－icandIndustrialResearchOrganization）提出了Fil－ter处理工艺，这是一种“过滤、土地处理与暗管排水相结合的污水再利用系统”，其目的主要是利用污水进行作物灌溉，通过灌溉土地处理后，再用地下暗管将其汇集和排出[4]；日本政府从1973年开始进行“农村集落排水工程”建设，主要是集中处理农村生活排水，包括农村居民和农村行政事业单位的生活排水。德国从2003年起开始进行“分散市镇基础设施系统”项目研究，有关技术目前已基本成熟。国内从20世纪80年代开始，对村镇污水处理技术及管理模式也进行了大量的探索和实践。针对村镇污水分散、量小变化量大的特点，因此在选择处理技术时应充分考虑到以下几个方面：（1）处理工艺运行稳定，应能够使污水稳定达标排放，出水可实现直接回用于生活杂用水或景观、灌溉用水；（2）技术的一次性投资建设费用相对较低，应在镇、乡、村的现有财政能力可承受范围之内；（3）运行费用少，不使用化学药剂、电耗低。设备的运行费用消耗必须与村镇地区居民承受能力匹配，在对当地村镇技术员进行培训后能使之正常运营和维护；（4）应结合当地的自然地理条件，如利用当地废塘、涂滩、废弃的土地，同时注意节省占地面积，特别是不占用良田；(5)运行和管理较简单，设备对用户的操作水平要求不高，因此要求设备具有较高的自动控制水平，依托农村地区薄弱的技术和管理能力便能够进行处理设施的管理维护工作。因此，农村生活污水治理技术必须具备投资省、处理效率高、运行费用少、管理简单等特点。1 项目概况北京姚辛庄位于马驹桥镇东北侧，紧邻七支渠中上游，统计人口2435人，村域面积300hm2。现况排水均通过现况沟渠进入七支渠最终汇入下游凤港减河。村庄整体向七支渠排污，由南向北共三处排污口，其中村东侧和南侧两处排污口水量较大。姚辛庄污水处理站位于村东南侧，通过管道将三处排污口污水引至处理站内，处理站核心工艺采用“PFBP”多级接触氧化工艺，设计规模为250m3/d，尾水排入七支渠。2 项目工艺居民排水经系统收集后，重力流入格栅井，在格栅井内设置有间距20mm粗格栅，用以去除较大的悬浮颗粒及杂质；格栅井与调节池共壁，中间为固定式粗格栅，污水经格栅处理后进入调节池；在调节池内进行均质均量，再由提升泵送至厌氧池，然后重力依次流经好氧池1、好氧池2及好氧池3。厌氧池与好氧池的池型结构类似，均为“罐中罐”结构，在每个好氧池内通过内罐分隔成好氧区和厌氧区使得每个好氧罐都为一个独立的A/O单元；这样就形成了多级好氧多段A/O的处理系统；而每个罐体内均安装了仿水草生物填料，同时又有活性污泥存在，因此在每个生化罐内均为泥膜共存系统；通过上述厌氧池及好氧池处理可大量去除有机污染物，达到脱氮除磷的目的。生化出水进入沉淀池进行固液分离。经沉淀后污水进入中水池，然后再进行过滤、消毒，最终达标排放。3 项目调试2015年12月底，姚辛庄主体和电器设备安装基本完成，设备开始进水调试，到2016年2月18日前，由于北京冬季气温较低，平均气温均低于8℃，主要以设备运行调试作为主要工作，2016年2月18日开▲HUANJINGYUFAZHAN29污染与防治始对生化系统进行调试。2月18日到3月15日为调试的第一阶段，该阶段主要通过进水，对微生物进行连续曝气循环培养和驯化，该阶段驯化时间较短，主要目的是对接触氧化池进行挂膜。第一阶段填料挂膜不明显，污泥量较低，整体生化系统处理能力较弱，在第一阶段调试过程中，除了COD指标在一定成都上有所降低外，其他包括NH3-N、TN和TP等指标的变化都较小，均处于一个较为波动的状态，整体生化效果较差，造成第一阶段调试效果不太好的主要原因有以下几点：（1）水温较低，该阶段生化处理单元内的水温均未超过12℃，整体的微生物培养和驯化效果较差，且微生物的生化处理也不强。（2）第一阶段采用的自然培菌的方式，微生物的培养速率较慢。（3）生物填料较少，PFBP设备中，生物填料量不足，限制了生化处理效果。3月15日到4月25日，针对第一阶段调试出现的问题，有针对地对调试进行改进。第一步，增加设备内生物填料的数量，并针对性地对曝气设备进行了改造，改善了原有的曝气不均的问题。第二步，通过人工方式向各生化处理单元内投加菌种，提高各生化单元的生物量。第三步，采用阶段性的进水方式，降低进水水量，降低处理负荷，对微生物进行逐步培养驯化。随着气温的升高，填料上附着的生物膜量逐步增加，挂膜情况日益良好。整体水质全面好转，且好转趋势正在逐步提高，分析出水水质好转的原因可能有以下几点：（1）降低水量，停留时间变长，提高了生化处理效果。（2）温度升高，微生物活性提高，提高了生化处理效果。（3）好氧池内增加填料和投加菌种，优化了微生物培养效率，提高了生化处理效果。图2COD去除效果图图3氨氮去除效果图图4总氮去除效果图图5总磷去除效果图（下转第31页）集水井生活污水调节池污泥池厌氧池好氧池好氧池好氧池沉淀池紫外消毒井砂滤罐中水池出水井提升提升电解除磷出水中水回灌电解除磷污泥回流排泥反洗图1“PFBP”工艺流程图▲HUANJINGYUFAZHAN31污染与防治1.5.2样品初始稀释倍数的确定对于有组织排放的臭气浓度，可一个监测点选一个样品进行稀释浓度的预判，根据判定师的经验确定稀释倍数；对于无组织排放的臭气浓度，可从稀释倍数10倍开始进行测定。一般初始稀释倍数应确定在臭气强度2~3级的程度。具体操作方法为：由判定师确定稀释梯度配置不同稀释倍数的样品，进行嗅辨尝试，从中选择一个既能明显嗅出气味又不具有强烈刺激的样品，以该稀释倍数作为嗅辨样品的初始稀释倍数。1.5.3嗅辩环节的改进(1)为客观真实地反映实际情况，提高监测结果的准确性，可在嗅辨员嗅觉监测上岗考核同时对嗅辨员进行分级嗅觉检测[3]，通过细分嗅辨员的级别来优化嗅辩小组的人员组成，以保证每个嗅辩小组的嗅觉阈值高低平均。(2)为避免根据无臭袋上针眼主观判定结果，造成监测结果的误差，判定师在配置样品时，可在3个气袋上都扎上针眼后粘贴标签。(3)嗅辨时，六名嗅辨员需分别对3个气袋中的气体进行嗅辩比较，因此每次嗅辩均需同时使用18个气袋，实际测定时往往会因为无臭袋的准备不及时而拖慢嗅辩进程。在实际测定中发现，在3L无臭气袋充满气的情况下，一般都能保证三人使用，因此可以提高嗅辩的效率。2 恶臭测定中的质量保证2.1 实验室的温湿度控制图1人的嗅觉与实验室温湿度关系由于嗅觉测定与实验室的温度、湿度有关[4]，冈地诚之曾报道6名嗅辩实验人员以三点比较式臭袋法受试验者的嗅觉与实验室的温度、湿度的关系，分别在15℃、25℃、35℃三个温度，湿度从40%～80%上升，重复两次试验结果，如图2.1所示，在15℃、25℃时，随室内湿度增加，臭袋内水分增加，水分中恶臭使受试者的吸入量增加，而且这个温度下人的嗅觉敏锐，因此恶臭强度增加2～2.7。而35℃相当于夏天温度，与15℃、25℃相反，随室内湿度增加，测得的恶臭强度降低，这可能是温度升高使人不愉快，妨碍人的嗅觉，测得的恶臭强度降低。由此可见嗅辩室保持适宜的温度和湿度，是对测定样品的质量予以保证的。因此选择温度范围在17～25℃，相对湿度范围保持在40%～70%为最佳。2.2 嗅辩员的筛选在恶臭嗅辨员筛选测试过程中发现：标准中采用的嗅液标准类型和浓度与我国大多数人的嗅阈基本吻合，而测试结果表明，嗅觉合格者达72%以上[5]，根据嗅辩员的嗅觉特征和测试精度要求，嗅辩小组可选择不同年龄段男女组成。2.3 嗅觉测试有研究表明，在嗅辩员筛选过程中，标准嗅液的排列顺序会影响到嗅辩测试结果，可针对性地调整排列顺序，使嗅辩员对气味的嗅阈值就能基本稳定同一水平，降低嗅错的可能性。2.4 样品携带与保存时的注意事项采样时旋开采样瓶塞，待样品气体充入采样瓶内至常压后旋紧瓶塞，常温避光运回实验室，趋于室温后再测定。样品需在24小时内测定完毕，含有硫化氢类物质的样品，最好一个小时内测定。2.5 结果计算恶臭分析的原始记录一般分为配气记录、嗅辩记录、测定结果登记表，所产生的数据繁多，计算过程复杂，容易出现误差，因此在计算过程中，应反复核对，认真校核，保证数据准确无误。参考文献[1]GB/T14675-1993,空气质量恶臭的测定三点比较式臭袋法[S].国家环境保护总局,1993-10-27.[2]GB16297-1996大气污染物综合排放标准[S].国家环境保护总局,1996-04-12.[3]邱祖楠,李倩.“三点比较式臭袋法”嗅辩员的优化选择[J].环