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九寨沟污水处理厂是我国建设部与荷兰政府合作开展的“中国西部小城镇环境基础设施建设经济适用技术及示范”项目(简称FTEI项目)的示范工程之一。重庆大学应FTEI项目办的要求,于2007年6月至2008年1月期间,对该污水处理厂设计处理规模为5000m3/d的一期工程进行了调试。调试过程中,成功地完成了污泥培养与运行工况优化等方面的工作,确定了该污水处理厂在旅游淡旺季过渡期、旅游淡季的较优运行工况,出水水质达到了设计要求,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B标准,并且部分水质指标达到一级A标准;同时,解决了该污水处理厂在无外加热源和碳源的情况下,生化系统平稳过冬的难题,其部分运行经验与技术参数对于其它高纬度或高海拔地区旅游城市污水处理厂的运行与管理有较好的参考价值。论文从进厂污水水质与水量的变化情况、微生物的培养及生化系统的启动、运行工况优化三方面对整个调试过程进行了总结与分析,主要研究成果与结论如下:
①九寨沟污水处理厂进厂污水的水质与水量的变化较大。具体表现为:进厂污水中污染物的浓度随时间与季节的变化较大。在旅游旺季,14:00~20:00时间段的进水BOD5浓度为100~200mg/l,而4:00~8:00时间段的BOD5浓度为30~70mg/l;旅游旺季的进水日平均BOD5浓度为140mg/l左右,而旅游淡季的进水日平均BOD5浓度为45mg/l左右。进厂污水流量的时变化与日变化情况明显受旅游业的影响。旅游旺季的时变化系数Kh为1.47,旅游淡季的Kh为1.23;旅游旺季的日变化系数Kd为1.08,旅游淡季的Kd为1.12。调试期间,日平均进水流量为2883 m3/d,时变化系数Kh为1.58,日变化系数Kd为1.22,总变化系数Kz为1.93。另一方面,污水主干管沿河敷设,致使大量的地下水与河水渗入污水管道,其渗入量为2160m3/d左右,渗漏系数约为0.33m3/[d·km·mm(管径)]。
②用生活污水直接培养细菌,成功完成了该厂生化系统的启动。在细菌培养的过程中,首先采用间歇培养的方式培养活性污泥;由于污泥回流流程一直拖延至10月中旬才得以畅通,因此,采用上述方式培养活性污泥的过程历时约4个半月。10月中旬,污泥回流流程畅通,采用连续培养的方式进行活性污泥的培养与驯化,该过程仅历时18d,便顺利完成了该厂生化系统的启动,混合液的SV达到15%,出水水质达到设计要求。上述艰难的历程说明,中国西部小城镇环境基础设施的建设与成功运行不仅需要解决相关的技术问题,更需要当地相关部门和机构的重视与监督以及所在地居民的理解与支持。
③根据进厂污水水质与水量的变化情况,确定了低水温低污染物浓度条件下生化系统的较优运行方案。在旅游淡旺季过渡期,进厂污水的平均BOD5浓度为90mg/l左右,该污水处理厂生化系统的较优运行工况为:污泥回流比为75%左右,MLSS为2500~3500mg/l,好氧池出水堰处的溶解氧大于2mg/l。该工况下,出水水质良好,达到一级B类排放标准,接近一级A类排放标准。必要时,可加大曝气量,加大搅拌作用并适当提高生化池的溶解氧,促进微生物在低温情况下的好氧代谢,提高出水水质。
在旅游淡季,进厂污水的平均BOD5浓度为45mg/l左右,该污水处理厂生化系统的较优连续运行工况为:污泥回流比为75%左右,MLSS为3200~3500mg/l,好氧池出水堰处的溶解氧为0.7~1.3mg/l之间。该工况下,出水水质良好,达到一级B类排放标准,接近一级A类排放标准。较优的间歇运行工况为:以曝气3h停曝3h的方式运行,曝气阶段生化池的溶解氧为3~5mg/l,污泥回流比为75%左右,MLSS为3200~3500mg/l。该工况下,出水水质良好,达到一级A类排放标准。上述两种运行工况对污水中的污染物质都有较高的去除率,能成功避免污泥解絮的发生,使系统中的微生物平稳过冬;其中,间歇曝气方式能达到节能减排的目的,建议在旅游淡季采用该方式运行。