某集中污水处理厂运行问题解析与思考 5页

第27卷第3期环境科技V01．27No．320l4年6月EnvironmentalScienceandTechnologyJun．2014某集中污水处理厂运行问题解析与思考佟小宁，程伟，喻学敏，姜伟立(1。南京市环境监察总队，江苏南京210019；2．江苏省环境科学研究院，江苏南京210036)摘要：某区域集中污水处理厂在运行过程中出现出水水质不稳定，活性污泥中毒，处理效率下降等现象。首先阐述了该污水处理厂以及收集区内重点污染源的基本情况，从在线监测设备和工艺设施的配备以及实际水质与设计水质的偏差等方面分析了造成出水不达标的原因。并从源头控制、过程监控、末端处理3个方面提出改进措施．重点强调了水质在线监控在污水处理厂日常运行中的重要性以及相关监测设备的选用，同时指出水质毒性监测应成为在线监测的重点关键词：污水处理厂；在线监控；生物毒性中图分类号：X5文献标识码：A文章编号：1674—4829(2014)03—0044—05TheStudyontheOperationofaCentralizedSewagePlantr0NGXiao-ning，CHENGWei，YUXue-min。JIANGWei—li(1．NanjingTeamofEnvironmentalInspection，Nanjing210019，China；2．JiangsuAcademyofEnvironmentalScience，Nanjing210036，China)Abstract：Therewasactivatedsludgepoisoning，eficiencydecreasing，waterqualityinstabilityinoperationofaregionalcentralizedsewageplant．rn1ebasicsituationoftheplantandmajorpollutionsourcesincollectionareawereintroducedatthebeginning．Thereasonswhywaterqualitycouldnotmeetrelativestandardwereanalyzedfromonlinemonitoringequipment．processfacilitiesandthedeviationofactualanddesignedwaterquality．Thisarticlealsoputforwardtheimprovementmeasuresfrominletcontrol，processmonitoringandterminaltreatment，amongwhichthefunctionofwaterqualitymonitoringintheoperationofsewageplantandtheselectionofrelatedequipmentwereespeciallyemphasized．IIhewatertoxicitydetectionwasconsideredasthefocusofonlinemonitoring．Keywords：Sewagetreatmentplant；Onlinemonitoring；Biologicaltoxicity0引言前已建成一期工程，处理能力5万，采用CAST工艺，以处理生活污水为主，设计进水指标见表1，城市污水处理厂的正常运行对于改善城市水环出水指标执行GB18918-2002(城镇污水处理厂污境，缓解水资源危机有着重要的作用。污水处理厂运染物排放标准》中的一级B标准。行效果受处理工艺、进水水质水量等多方面因素的表1设计进水指标mg·L-影响，如何保证稳定的出水水质，最大限度地削减污染物排放量是污水处理厂运行管理的基本目标。本文以某污水处理厂为例。分析了该厂目前的现状及生物处理部分设有4组模块共8池。各模块功能原因并提出改进措施以防范水质、水量波动对出水相同，全处理过程需经过进水／曝气、沉淀、滗水、闲置4水质的影响，特别强调了在线监测对污水处理厂正个阶段，1个周期共计耗时4h，4个模块轮流循环工常运行的作用。作，整个工艺实现连续运行，处理工艺流程见图1。污水收集管网1污水处理厂简介该污水处理厂规划设计总规模为25万t／d。目收稿日期：20l4—03-07作者简介：佟小宁(1963-)。女，辽宁沈阳人，本科，高级工程师，主要从事环境监察和建设项目管理工作．图1工艺流程\n第27卷第3期佟小宁等某集中污水处理厂运行问题解析与思考45该厂收集区内的生活污水和工业废水通过污水管网活性。基本丧失处理能力，严重影响了污水处理厂的收集后，汇入各区域的污水泵站。污水泵站分别编号处理效率。不仅如此，出水水质也出现大幅波动现为1泵站，2泵站，3泵站，泵站。l泵站主要收象，即使在同一天内，p(COD)最高可达每升上千毫集某经济开发区部分工业废水，主要排污单位为一克，最低只有每升几十毫克。该厂2013年3月59家纺织企业，产生印染废水3000—4000t／d，但是日以及2013年3月5日当天的出水在线监测数值自2012年11月起．不再接纳；泵站主要收集某小分别见图3和图4。由图可知，3月59日，该厂出区和某液晶谷区域生活污水和工业废水及1泵站水COD全部超标，最大p(COD)为195ms／L，超标3的废水，工业废水主要是一家液晶显示器生产商的倍多。3月5日当天共监测24次，间隔时间为lh，清洗废水，主要污染因子有COD，SS，NH，一N，TP，CI一以其中p(COD)最高达到699．9mg／L，最低仅为12．8及二甲基亚砜和乙醇胺。每天约1．4万t：3泵站主mg／L，水质波动非常大。要收集某软件园工业废水和生活污水，工业废水主要为2家医药研发企业：一家主要从事生物技术药物、化学药物新药的研发，实验室常用的化学药剂主要有酸、碱、醇、醚、苯、腈、哌啶类等共计21种，污水产生量为100200t／d，另一家主要从事药物筛选，生物、化学、中药等药物的检测和分析，实验室常用的试剂主要有酸、碱、醇、醚、苯、腈、酮脲、呋喃啪瑚锄伽姗瑚啪。类共计3O种，污水产生量为100—300t／d；4泵站主要收集某大学城区域内的生活污水和来自2泵站，3泵站的污水，并将收集区域内所有污水提日期升至污水处理厂。重点污染源污水收集泵站流程2013年3月5—9日出水COD质量浓度见图2誉吕采样次序注：·表示自2012年l1月起．不再接纳图42013年3月5日各时段出水COD质量浓度图2重点污染源污水收集泵站流程3分析与讨论2运行现状3．1在线监测设施配备不完善该厂于2008年8月开始投入使用．处理效果基该厂目前的在线监测系统一方面只是针对污水本上可以满足GB18918-2002(城镇污水处理厂污处理厂，在进出口以及各个处理单元安装在线分析染物排放标准》的一级B标准；但自2011年10月仪器，在各重点污染源排放1：3和各泵站处则没有设以来，水质开始出现波动，环保部门和污水处理厂为置；另一方面，现有的水质在线监测系统只是针对此做了大量工作，先后召开多次专家咨询会，采取调COD，NH，一N等常规指标的监测，但是涉及某些行业整工艺等措施，基本保证出水水质达标。但出水不稳特征污染物、有毒有害污染物的监测较少．导致无法定、活性污泥中毒等现象仍时有发生。2011年5月在污水到达处理厂之前掌握水质状况．进而不能采至l1月间4个模块陆续出现活性污泥上浮。沉降性取有效措施减小对微生物的冲击。能变差的情况，甚至个别模块微生物大量死亡．失去\n环绣群技2014年6月在该厂出现水质异常之后，当地监测站加大了对该点企业均有氟化物产生，氟化物可抑制酶的活性，抑厂及周边泵站和企业例行检查的频率，根据2012年制微生物对能源的摄取，从而影响微生物代谢田；而11月至2013年6月间对各重点污染源及泵站连续且，氟化物还可以通过影响细胞内外DH值来抑制14次的监测数据，重点污染源与泵站毒性检出情况微生物的产酸能力，最低抑制质量浓度仅需2mg／L见表2，氟化物检出情况见表3。左右。可以看出，该厂接纳的工业废水含有多种多表2重点污染源与泵站毒性检出情况样的有毒有害污染物，仅用COD等常规指标不能客序号液晶生产企业泵站医药1医药23泵站4泵站污水厂进口观、准确的评价水质安全性【5J，有毒有害物质的监控需要进一步加强。3．2工艺设施无法适应水质水量波动冲击该厂采用CAST工艺，设计工业废水接人比例为20％，因此在设计之初并未设置调节池。随着接管企业的增多，工业废水接人比例不断提高．目前已达到40％。由于没有调节池的缓冲，各模块的运行工况受进水水质影响较大，水质水量的波动直接冲击生化系统。在2011年4月以前日处理量在3万t以下，此时尚可通过各模块的协调以减缓水质水量的冲击，自2011年4月底开始．进水量逐渐增至设计水量5万洲，实现满负荷运行。比较满负荷运行的时间和出水水质出现波动的时间．可以发现二者表3重点污染源氟化物检出情况mg·L『-基本吻合．可见在满负荷运行条件下．缺少了调节池的缓冲，即使很小的水质水量的波动也会对生化系统造成影响。另外，部分设备安装存在缺陷。例如目前4个模块中每2个模块共用1台鼓风机，由于2个模块处在不同阶段，无法同时对2个模块进行曝气，导致系统抗冲击负荷能力不强。3．3实际水质与设计水质偏差较大该厂一期工程设计工业废水接人比例为20％，设计进水水质已在表l中列出。但是目前工业污水的接人比例已经接近40％．工业废水的大量混入导致水质波动较大，泵站是污水汇入的总站，其出水直接进人污水处理厂。泵站自2012年l1月至2013年6月间的COD，NH3一N和TP的监测数据见由表2可知．各重点污染源和泵站均检测到有图5～图7，从图中可以看出，p(COD)最大值可以毒有害物质，液晶生产清洗废水的毒性物质可能是达到284mg／L，最小值仅为69mL；p(NH一N)的最重金属和有机溶剂，而制药企业的有毒有害物质可大值和最小值分别为39．6mg／L和l1．4mg／L；p(TP)能是苯胺类化合物、酚类化合物及重金属等【11：3泵的最大值和最小值分别为4．95mL和0．07mL。站废水毒性出现频率最高，不排除其它有毒有害污另一方面由于该厂一期工程设计功能以处理生活污染源存在的可能性，建议对这一区域内废水进行单水为主，在选择处理工艺时，并未设计相应的物化处独收集，单独处理；污水处理厂进口毒性检测情况与理设施，但实际接纳的废水中因含有大量工业废水重点污染源和泵站的毒性检测情况有较好的对应导致水质成分复杂且含大量难生物降解类物质，仅性，说明污水收集过程中任何地方产生有毒有害物依靠生化处理工艺远不能达到处理要求，影响了出质都会直接影响到污水处理厂。由表3可知，3家重水的达标排放。\n第27卷第3期佟小宁等某集中污水处理厂运行问题解析与思考47泛应用[8-i0】。水质生物毒性在线监测仪器的选型必须满足以下条件：①符合国家(国际)标准监测方法；②仪器运行稳定，数据真实可靠；③能够实现实时连续监测；④具备远程控制、数据分析和故障排除能力；00⑤国内已经积累一定经验；⑥运行维护经济、方便、快捷。研制生产发光细菌法水质生物毒性在线测试仪器较为先进可靠的公司主要有Toxcontrol(荷兰)、Checklight(以色列)和AppliTek(比利时)等⋯1。采样次序(2)处理设施改造图54泵站COD质量浓度为保证污水处理厂的正常运行，必须对进网污染源实行严格控制，重点排污企业实行“一企一管”方案改造，便于在污水处理厂出现问题时查找源头和及时控制。由于CAST工艺在满负荷运行状态下难以应对水质、水量的冲击，因此建议：①在处理系统前设置调节池用以缓解水质水量波动所带来的影响；②建议对污水厂的装备设施实施改造，增加鼓风机和相应管道系统的数量．每组模块单独使用1台鼓风机，提高工艺内部调节的自由度，同时以PLC编程控制替代现在的人工手动操作，实现各组模块采样次序图64泵站NH3_-N质量浓度循环运行的自动化控制；③如有条件，可单独兴建一座处理工业废水的污水处理厂，使工业废水和生活污水分开处理，避免干扰。(3)接管标准选择目前，废水产生企业执行的是GB8978i1996《污水综合排放标准》中的3级标准，该标准有很多皇重要指标没有规定排放限值，例如TN，NH一N等。而污水处理厂的处理效率是有限的．这样理论上有可能经过污水处理厂处理后的污水仍然超标，建议执行CJ343-2010《污水排入城镇下水道水质标采样次序准》，该标准针对各种污染物均制定了明确的排放限图74泵站TP质量浓度值，可有效的督促企业进一步提高内部预处理能力．降低各种污染物浓度，为后续污水处理厂的进一步4建议处理创造条件。2种污水排放标准对比见表4。(1)加强在线监控能力建设表42种污水排放标准mg·I『l水质在线监测系统作为自动化、信息化、科学化的竺塑堡!!!!!墅!!!：!!．rP!污水综合排放标准300500400一一一现代高效监管模式，为环境管理、环境安全提供技术支污水排入城镇下水道水质标准3505004007045R持，可以有效地起到环境监控和环境监督作用[61。该厂收集区内的重点污染源包括l家液晶生产企业和25结论家制药企业，经调查显示废水中含有有毒有害物质。因此．水质在线监测的重点指标应该是水质毒性监综上，为确保城市污水处理厂正常运行，需要从测。目前，发光细菌法因其快速、灵敏、简便、廉价等源头控制、过程监控、末端处理3个方面采取措施l121。优点而备受各国研究者的关注【7I，近年来在各种工业源头控制是为了减小后续处理的压力．防止有毒有废水、饮用水、污染土壤的综合毒性监测和评价中广害污染物对生化系统造成影响：过程监控一方面可\n48环境科技2014年6月以查找原因，明确责任；另一方面可以起到提前预警叨．FernsMicrobiologyReview，2003，26(5)：493—510．的作用，便于污水处理厂及时采取应急措施，降低损[5】胡洪营，吴乾元，杨扬，等．面向毒性控制的工业废水水质安全评价与管理办法[J]．环境工程技术学报，2011，1(1)：46失【21；末端处理是污染物进入环境的最后关卡．必须尽可能提高其处理能力，降低污染物直接进入环境—51．[6】王薇，宋剑飞，徐敏．水质在线监测系统在城镇污水处的可能性。其中，过程监控尤为重要，对于接纳工业理厂的应用研究[J】．北方环境，2011，23(1／2)：l38—140．废水的污水厂来说，常规指标的在线监控远远不够，【7】沈燕飞，张咏，厉以强．水质生物毒性检测方法的研究进需要增加有毒有害污染物的监测指标。同时要尽量展[J]．环境科技，2009，22(2)：68—72．优化设备选型，提高监测准确性。应在每个重点污染[8]RIBOJM．Interlaboratorycomparisonstudiesoftheluminescent源独立的管道上安装流量计和在线监测仪器。对废bacteriatoxicitybioassay[J]．EnvironmentalToxicologyand水排放量和废水水质实行24h监测。实时掌握各企WaterQuality，1997,12(4)：283—294．业废水的出水水质。污水处理厂上级主管部门要与[9】张亚旦，徐亚同，朱文杰．饮用水水质标准中14种限制物环保等部门紧密合作，做到资源信息共享，共同提高质综合毒性研究[J】．安全与环境学报，2009，9(2)：6．‘【10】潘海祥，楼小平，王军海．发光细菌法用于给水系统的毒企业排水的监管水平．以确保污水处理厂良性运行．性监测及预警[J]．中国给水排水，2008，24(8)：73—76．出水水质稳定达标。【l1】司镪，武丹，王海英．水质生物毒性在线监测的必要[参考文献】性和常用方法探讨[J]．绿色科技，2013(4)：205—207．【l2]马启翔，杨建军，卢立栋．渭河流域陕西段城镇污水处理【1】窦建军．生物强化技术处理合成制药废水及其生物相恢复厂提标改造状况调查与问题分析【J1．环境科技，2013，26的工程实例【D】．重庆：重庆大学，2012．(6)：64—66．【2】李乾，丁德馨，王清良，等．5种典型浸矿微生物的耐氟性【l3】STOREYMV，GAAGBVD，BURNSBP．状对比研究【J]．南华大学学报，2013，27(2)：16—22．Advancesinon-linedrinkingwaterquali~monitoringand【3】马宏．氟化物对口腔微生物的生物学作用[J]．北京口腔医eadywarningsystems[J]．WaterResearch，2011，45(2)：741学，1998，6(3)：132—134．—747．『4】MARQUISRE，CLOCKSA，MOTA-MEIRAM．Fluoride(责任编辑汪艳)andorganicweakacidsasmodulatorsofmicrobialphysiology订阅《环境科