CEPT-SBR法在旅游类生活污水处理中的应用
-作 者： yeilong
-时 间： 2004/11/15 9:40:22
-阅 读：16610
摘 要： 应用一级强化处理?序批式活性污泥法(CEPT-SBR)处理旅游类生活污水，在进水COD为306 mg/L，BOD为198 mg/L，SS为120 mg/L，TN为38 mg/L，TP为5 mg/L，油类为14 mg/L时，处理后出水可达GB 8978-96一级排放标准。该工艺能有效去除生活污水中TN，TP及油类，工艺设备简单，占地少，运行便利，且剩余污泥量少。
关键词： CEPT-SBR法 旅游 生活污水处理
深圳明思克航母世界是由深圳一家民营企业创办的以观光娱乐为主的海上乐园。该公司1998年从韩国大宇重工集团购得前苏联航空母舰明思克号，经过两年改造，于2000年8月在深圳大鹏湾沙头角建成明思克航母世界，并于同年10月正式营业。
明思克航母世界主体船舶为航母，但现已无航行动力，靠拖船带动，特别是停泊作为参观游览项目后，将类似于一座固定建筑物，因此其污染源主要来自陆地停车场、办公楼等服务配套设施及航母上娱乐场所生活污水。针对上述水质特点，选定一级强化处理(CEPT)加SBR法对该航母世界污水进行处理，该工程于2000年元月动工，2000年7月开始进行调试，经过5个月的调试，处理水各项指标均达到GB8978-96一级排放标准，并通过深圳市环保局验收。
1 工程设计
1.1 设计进出水量
本项目污水属于生活污水，主要包括洗浴废水、洗船废水、饮食业污水、卫生间粪便污水等。
工程设计规模：630m3/d。其中陆域245m3
/d，航母385m3/d。
处理能力：26.3m3/h，其中基地常住人员300人，日均接待游客4000人，航母设客房约10套，无公开接待任务。
1.2 设计进出水水质
设计进水水质：pH为6，COD为306mg/L，BOD为198mg/L，油类为14 mg/L，SS为120mg/L，TN为38mg/L，TP为5mg/L。
设计出水水质：执行《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级排放标准，即COD≤60mg/L，BOD≤20mg/L，SS≤20mg/L，石油类≤5mg/L，NH3-N≤15mg/L，磷酸盐(以P计)≤0.5mg/L，动植物油≤10mg/L。
1.3 污水处理工艺流程(见图1)
陆域污水经管网系统收集，汇集于污水处理系统，经格栅处理后进入调节池；航母污水经集水池收集，由水泵抽至调节池，与陆域污水混合并通入空气进行混合、微曝气及水质调节。调节后污水用污水泵送至SBR反应池进行处理后排海。
SBR池排放的剩余污泥，集中到污泥池，大部分可自行消化，剩余小部分抽回化粪池或经厢式压滤机压滤后由粪车外运。这样既不影响污水处理效果，又可以大大节省投资，减少运行成本。
1.4 处理构筑物及设备
(1)集水池。
用于收集航母上生活污水，确保提升泵安全运行，本设计航母污水量为385m3/d，设计最大流量为38.5 m3
/h，集水池有效容积按最大流量时集水时间为0.5 h计算，则集水池有效容积V＝38.5×0.5＝19.25m3，设计集水池外形尺寸为3.5 m×3.5m×1.8m，其中有效高度为1.6 m，超高为0.2 m，集水池实际有效容积V＝3.5×3.5×1.6＝19.6m3。集水池进水管管径为DN150，设有检修孔1个，尺寸为1.2 m×1m。集水池提升泵设置于集水池内，用于航母生活污水输送。水泵流量按最大时设计流量38.5 m3/h计，设计选用50QW42-9-2.2 带自耦装置潜污泵2台，(1用1备)每台水泵流量为42 m3/h，扬程为9m，功率为2.2 kW。
(2)调节池。
用于陆域污水和航母污水贮存，调节两股生活污水水量，并进行预曝气以均化水质。设计污水排放量为630m3/h，时变化系数为2.4，停留时间为6 h，则调节池有效容积为157.5m3
。为配合土建尺寸，调节池外形尺寸为8.5m×7.5m×3m，其中污泥池尺寸2.3m×2.3m×3m，故调节池实际有效容积为：8.5×7.5×3-2.3×2.3×3＝175.38m3。调节池为钢筋砼结构，整个调节池为地下式，与值班控制室、鼓风机房合建。调节池内设有穿孔管，用于通入空气使污水混合和改善污水水质，穿孔管干管管径为DN80，成环状布置，支管管径为DN 32，穿孔管孔径为NAE80 6，间距为200mm，两侧孔成90°斜交错布置。调节池内另设有2台污水提升泵，用于污水提升及调节池检修，提升泵设计流量按最大时流量63 m3/h计算，
考虑到远期水量增加的要求，设计选用100QW100-7-4型污水泵2台，每台水泵流量为100m3/h，扬程为7m，功率为4kW，带自耦装置，2台水泵1用1备。
(3)SBR池。
本工艺采用SBR法处理污水。SBR工艺采用可变间歇式反应器，省去了回流污泥系统及沉淀设备，曝气与沉淀在同一容器中完成，利用微生物在不同絮体负荷条件下的生长速率和生物除磷脱氮机理，将生物反应器与可变容积反应器相结合而成的循环活性污泥系统。这是SBR工艺的一种革新形式。本设计SBR污泥负荷为0.15kg BOD/(kgMLSS·d)，总容积为160 m3，为便于施工及操作管理，设计分为2座，每座容积为80m3，外型尺寸为8m×6.6m×3.5 m，其中有效水深为1.5m。SBR池曝气采用可变微孔曝气器进行鼓风曝气，曝气头用KBB NAE80215型号，每池采用66只，均匀布置，曝气管在池内呈环状布置。池内滗水器管径为DN250。池内剩余污泥用排泥泵送至污泥池进行消化。
(4)鼓风机房。
鼓风机房内设2台罗茨风机及2台排泥泵，罗茨风机选用低噪声SSR-100型2台，每台风量为6.29m3/min，风压为39.2 kPa。鼓风机房建筑面积28 m2，层高为3.5m，建筑尺寸为8 m×3.5 m×3.5m。值班室及配电房内设有电气仪表，控制系统及水质化验仪器，便于操作人员管理。值班室同调节池，鼓风机房合为一体，建筑面积40m2 ，建筑尺寸为8m×5m×3.5m。
(5)污泥池。
同调节池合建，用于剩余污泥消化。污泥池外型尺寸为2.3m×2.3m×3
m。消化后部分污泥用螺杆泵排至厢式压滤机压滤后由粪车外运。
2 工程调试与运行
2.1 活性污泥培养
为了缩短污泥培养时间，活性污泥的培驯采用接种培驯法，接种污泥取自深圳市罗芳污水处理厂污泥脱水机房的干化污泥，含水率60%左右，SBR反应池投加干污泥680kg，由于进水所含氨氮及磷的浓度值较低，因此在投加干污泥数日后，即按BOD∶N∶P＝100∶5∶1的比例投加氮源和磷源，分别往SBR池中投加磷肥400kg，尿素240kg，同时在SBR反应池中注入1/3池清水。SBR池连续鼓风闷曝。当SBR反应池内出现少量活性污泥絮体时，停止曝气，使SBR池内的混合液静置澄清后，利用滗水器排放池内上清液到预定的水位后，投入相同量废水，进入下一个周期运行。投入废水占总进水量比例由20%逐渐提高至100%，以便对微生物进行驯化。大约经历1个月的时间，经生物镜检，在填料表面已形成了良好的生物膜(本设计在SBR活性污泥反应池中增加了软性填料，将活性污泥法与生物膜法结合起来，既降低了剩余污泥的产量，也有利于污染物的去除)，整个工程投入正式运行。
2.2 运行效果
该公司废水处理工程经过5个多月的调试运行后，各项出水水质指标均达到设计要求。深圳市环境保护监测站的监测结果见表1。
3 讨论
关于SBR法在污水处理中的运用在很多文章中都作过介绍，此处不再赘述。由于本项目主要是处理生活污水，且处理后就近排海，因此处理过程中对除P脱N的要求较高，本处理工艺采用一级强化处理?SBR法。以达到除P脱N的目的。下面就SBR法除P脱N机理及本工艺中除P的一级强化措施作一讨论。
3.1 SBR法除P脱N的机理及运行周期时段划分
SBR处理工艺一般分为5个阶段，进水、反应、沉淀、排水和闲置，其实质就是厌氧-好氧 -缺氧的处理过程，因而能够很自然地满足生物除P脱N的环境条件。
进水段就是厌氧，为满足释P要求，DO应控制在0.3～0.5mg/L以下，当COD浓度较高时释P速率快，当厌氧释P速率在9～10mg/(gVSS·h)，水力停留时间在1h，基本满足对P 的充分释放。
曝气段氧的供给主要满足有机物的好氧代谢，硝化菌利用氧将NH3
-N转化成NOx-N以去除水中氨态氮，及满足聚磷菌摄磷过程所需的高氧环境。综合考虑，DO应控制在3mg/L，曝气时间在3 h左右。
沉淀和排水段即缺氧段，缺氧段DO在0.7mg/L以下是反硝化脱氮的适宜条件。常规SBR法在一个周期内缺氧环境出现在好氧停止曝气之后，反硝化菌将好氧期间贮存于体内的碳源释放，进行SBR法所特有的贮存性反硝化作用，沉淀和排水阶段时间控制在2h左右。如时间过长、DO＜0.5mg/L造成磷释放，使出水中含磷量大大增加，影响除P效果.
总之，运行时间的划分和DO的控制是SBR取得良好除P脱N效果的两个重要因素。在实际工程中，由于DO的在线测量控制有一定难度，而DO又与运行时段的划分密切相关，故运行时段的划分是实际工程控制的关键。结合云南昆明第三污水厂的工程实践和国内外有关文献资料，本工程的运行周期为6h。具体时段划分如下：进水1.0h；曝气3.0h；沉淀1.5h；排水0.5h。
3.2 除P一级强化措施
为保证出水TP达到标准，除采用SBR法生物除P外，同时采用化学沉淀一组强化(CEPT)法除 P。
本设计中进水TP＝5 mg/L，经理论计算，反应所需FeSO4为12mg/L，根据上海城市排水公司的试验结果，当进水TP为4.2 mg/L，投加FeSO4量为100mg/L时，TP的去除率达75%。
由于所采用的Fe盐和Al盐同时可作为混凝剂使用，使用量较少，且对活性污泥没有毒害作用(上海污水厂有实例)，因此使用化学法不会影响SBR法的效果。但化学法由于人为添加絮凝剂，使产生的污泥量多于生物法，所以要适当增加污泥外排量
。
3.3 主要技术经济指标
本工程总投资137万元，设计占地260m2，常用电负荷为14.45kW，处理成本为0.91元/m3。
4 结论
(1)CEPT-SBR法处理旅游类场所生活污水是可行的，其运行效果稳定，出水水质良好，并能达到国家一级排放标准。
(2)该工艺有较好的处理效果，使污水中P，N含量降低，且工艺结构简单，工程成本、运行费用较低。
作者通讯处： 430070 武汉理工大学土木工程与建筑学院 市政工程系 电话：(0)13808670309
-时 间： 2004/11/15 9:40:22
-阅 读：16610
张翔凌
摘 要： 应用一级强化处理?序批式活性污泥法(CEPT-SBR)处理旅游类生活污水，在进水COD为306 mg/L，BOD为198 mg/L，SS为120 mg/L，TN为38 mg/L，TP为5 mg/L，油类为14 mg/L时，处理后出水可达GB 8978-96一级排放标准。该工艺能有效去除生活污水中TN，TP及油类，工艺设备简单，占地少，运行便利，且剩余污泥量少。
关键词： CEPT-SBR法 旅游 生活污水处理
深圳明思克航母世界是由深圳一家民营企业创办的以观光娱乐为主的海上乐园。该公司1998年从韩国大宇重工集团购得前苏联航空母舰明思克号，经过两年改造，于2000年8月在深圳大鹏湾沙头角建成明思克航母世界，并于同年10月正式营业。
明思克航母世界主体船舶为航母，但现已无航行动力，靠拖船带动，特别是停泊作为参观游览项目后，将类似于一座固定建筑物，因此其污染源主要来自陆地停车场、办公楼等服务配套设施及航母上娱乐场所生活污水。针对上述水质特点，选定一级强化处理(CEPT)加SBR法对该航母世界污水进行处理，该工程于2000年元月动工，2000年7月开始进行调试，经过5个月的调试，处理水各项指标均达到GB8978-96一级排放标准，并通过深圳市环保局验收。
1 工程设计
1.1 设计进出水量
本项目污水属于生活污水，主要包括洗浴废水、洗船废水、饮食业污水、卫生间粪便污水等。
工程设计规模：630m3/d。其中陆域245m3
/d，航母385m3/d。
处理能力：26.3m3/h，其中基地常住人员300人，日均接待游客4000人，航母设客房约10套，无公开接待任务。
1.2 设计进出水水质
设计进水水质：pH为6，COD为306mg/L，BOD为198mg/L，油类为14 mg/L，SS为120mg/L，TN为38mg/L，TP为5mg/L。
设计出水水质：执行《污水综合排放标准》(GB8978-96)一级排放标准，即COD≤60mg/L，BOD≤20mg/L，SS≤20mg/L，石油类≤5mg/L，NH3-N≤15mg/L，磷酸盐(以P计)≤0.5mg/L，动植物油≤10mg/L。
1.3 污水处理工艺流程(见图1)
陆域污水经管网系统收集，汇集于污水处理系统，经格栅处理后进入调节池；航母污水经集水池收集，由水泵抽至调节池，与陆域污水混合并通入空气进行混合、微曝气及水质调节。调节后污水用污水泵送至SBR反应池进行处理后排海。
SBR池排放的剩余污泥，集中到污泥池，大部分可自行消化，剩余小部分抽回化粪池或经厢式压滤机压滤后由粪车外运。这样既不影响污水处理效果，又可以大大节省投资，减少运行成本。
1.4 处理构筑物及设备
(1)集水池。
用于收集航母上生活污水，确保提升泵安全运行，本设计航母污水量为385m3/d，设计最大流量为38.5 m3
/h，集水池有效容积按最大流量时集水时间为0.5 h计算，则集水池有效容积V＝38.5×0.5＝19.25m3，设计集水池外形尺寸为3.5 m×3.5m×1.8m，其中有效高度为1.6 m，超高为0.2 m，集水池实际有效容积V＝3.5×3.5×1.6＝19.6m3。集水池进水管管径为DN150，设有检修孔1个，尺寸为1.2 m×1m。集水池提升泵设置于集水池内，用于航母生活污水输送。水泵流量按最大时设计流量38.5 m3/h计，设计选用50QW42-9-2.2 带自耦装置潜污泵2台，(1用1备)每台水泵流量为42 m3/h，扬程为9m，功率为2.2 kW。
(2)调节池。
用于陆域污水和航母污水贮存，调节两股生活污水水量，并进行预曝气以均化水质。设计污水排放量为630m3/h，时变化系数为2.4，停留时间为6 h，则调节池有效容积为157.5m3
。为配合土建尺寸，调节池外形尺寸为8.5m×7.5m×3m，其中污泥池尺寸2.3m×2.3m×3m，故调节池实际有效容积为：8.5×7.5×3-2.3×2.3×3＝175.38m3。调节池为钢筋砼结构，整个调节池为地下式，与值班控制室、鼓风机房合建。调节池内设有穿孔管，用于通入空气使污水混合和改善污水水质，穿孔管干管管径为DN80，成环状布置，支管管径为DN 32，穿孔管孔径为NAE80 6，间距为200mm，两侧孔成90°斜交错布置。调节池内另设有2台污水提升泵，用于污水提升及调节池检修，提升泵设计流量按最大时流量63 m3/h计算，
考虑到远期水量增加的要求，设计选用100QW100-7-4型污水泵2台，每台水泵流量为100m3/h，扬程为7m，功率为4kW，带自耦装置，2台水泵1用1备。
(3)SBR池。
本工艺采用SBR法处理污水。SBR工艺采用可变间歇式反应器，省去了回流污泥系统及沉淀设备，曝气与沉淀在同一容器中完成，利用微生物在不同絮体负荷条件下的生长速率和生物除磷脱氮机理，将生物反应器与可变容积反应器相结合而成的循环活性污泥系统。这是SBR工艺的一种革新形式。本设计SBR污泥负荷为0.15kg BOD/(kgMLSS·d)，总容积为160 m3，为便于施工及操作管理，设计分为2座，每座容积为80m3，外型尺寸为8m×6.6m×3.5 m，其中有效水深为1.5m。SBR池曝气采用可变微孔曝气器进行鼓风曝气，曝气头用KBB NAE80215型号，每池采用66只，均匀布置，曝气管在池内呈环状布置。池内滗水器管径为DN250。池内剩余污泥用排泥泵送至污泥池进行消化。
(4)鼓风机房。
鼓风机房内设2台罗茨风机及2台排泥泵，罗茨风机选用低噪声SSR-100型2台，每台风量为6.29m3/min，风压为39.2 kPa。鼓风机房建筑面积28 m2，层高为3.5m，建筑尺寸为8 m×3.5 m×3.5m。值班室及配电房内设有电气仪表，控制系统及水质化验仪器，便于操作人员管理。值班室同调节池，鼓风机房合为一体，建筑面积40m2 ，建筑尺寸为8m×5m×3.5m。
(5)污泥池。
同调节池合建，用于剩余污泥消化。污泥池外型尺寸为2.3m×2.3m×3
m。消化后部分污泥用螺杆泵排至厢式压滤机压滤后由粪车外运。
2 工程调试与运行
2.1 活性污泥培养
为了缩短污泥培养时间，活性污泥的培驯采用接种培驯法，接种污泥取自深圳市罗芳污水处理厂污泥脱水机房的干化污泥，含水率60%左右，SBR反应池投加干污泥680kg，由于进水所含氨氮及磷的浓度值较低，因此在投加干污泥数日后，即按BOD∶N∶P＝100∶5∶1的比例投加氮源和磷源，分别往SBR池中投加磷肥400kg，尿素240kg，同时在SBR反应池中注入1/3池清水。SBR池连续鼓风闷曝。当SBR反应池内出现少量活性污泥絮体时，停止曝气，使SBR池内的混合液静置澄清后，利用滗水器排放池内上清液到预定的水位后，投入相同量废水，进入下一个周期运行。投入废水占总进水量比例由20%逐渐提高至100%，以便对微生物进行驯化。大约经历1个月的时间，经生物镜检，在填料表面已形成了良好的生物膜(本设计在SBR活性污泥反应池中增加了软性填料，将活性污泥法与生物膜法结合起来，既降低了剩余污泥的产量，也有利于污染物的去除)，整个工程投入正式运行。
2.2 运行效果
该公司废水处理工程经过5个多月的调试运行后，各项出水水质指标均达到设计要求。深圳市环境保护监测站的监测结果见表1。
表1 污水处理效果
| 项目 | pH | COD (mg/L) | SS (mg/L) | 氨氮 (mg/L) | 磷酸盐 (mg/L) | BOD (mg/L) | 石油类 (mg/L) | 动植物油 (mg/L) |
| 处理前浓度 | 7.32 | 372 | 417 | 20.6 | 1.19 | 162 | 2.50 | 17.0 |
| 处理后浓度 | 6.57 | 43.0 | 7.00 | 6.11 | 0.032 | ＜2.00 | ＜0.10 | ＜2.00 |
| 去除率(%) | 88.4 | 98.3 | 70.3 | 97.3 | ＞98.8 | ＞96.0 | ＞88.2 | |
| 执行标准 | 6～9 | 60 | 20 | 15 | 0.5 | 20 | 5 | 10 |
3 讨论
关于SBR法在污水处理中的运用在很多文章中都作过介绍，此处不再赘述。由于本项目主要是处理生活污水，且处理后就近排海，因此处理过程中对除P脱N的要求较高，本处理工艺采用一级强化处理?SBR法。以达到除P脱N的目的。下面就SBR法除P脱N机理及本工艺中除P的一级强化措施作一讨论。
3.1 SBR法除P脱N的机理及运行周期时段划分
SBR处理工艺一般分为5个阶段，进水、反应、沉淀、排水和闲置，其实质就是厌氧-好氧 -缺氧的处理过程，因而能够很自然地满足生物除P脱N的环境条件。
进水段就是厌氧，为满足释P要求，DO应控制在0.3～0.5mg/L以下，当COD浓度较高时释P速率快，当厌氧释P速率在9～10mg/(gVSS·h)，水力停留时间在1h，基本满足对P 的充分释放。
曝气段氧的供给主要满足有机物的好氧代谢，硝化菌利用氧将NH3
-N转化成NOx-N以去除水中氨态氮，及满足聚磷菌摄磷过程所需的高氧环境。综合考虑，DO应控制在3mg/L，曝气时间在3 h左右。
沉淀和排水段即缺氧段，缺氧段DO在0.7mg/L以下是反硝化脱氮的适宜条件。常规SBR法在一个周期内缺氧环境出现在好氧停止曝气之后，反硝化菌将好氧期间贮存于体内的碳源释放，进行SBR法所特有的贮存性反硝化作用，沉淀和排水阶段时间控制在2h左右。如时间过长、DO＜0.5mg/L造成磷释放，使出水中含磷量大大增加，影响除P效果.
总之，运行时间的划分和DO的控制是SBR取得良好除P脱N效果的两个重要因素。在实际工程中，由于DO的在线测量控制有一定难度，而DO又与运行时段的划分密切相关，故运行时段的划分是实际工程控制的关键。结合云南昆明第三污水厂的工程实践和国内外有关文献资料，本工程的运行周期为6h。具体时段划分如下：进水1.0h；曝气3.0h；沉淀1.5h；排水0.5h。
3.2 除P一级强化措施
为保证出水TP达到标准，除采用SBR法生物除P外，同时采用化学沉淀一组强化(CEPT)法除 P。
本设计中进水TP＝5 mg/L，经理论计算，反应所需FeSO4为12mg/L，根据上海城市排水公司的试验结果，当进水TP为4.2 mg/L，投加FeSO4量为100mg/L时，TP的去除率达75%。
由于所采用的Fe盐和Al盐同时可作为混凝剂使用，使用量较少，且对活性污泥没有毒害作用(上海污水厂有实例)，因此使用化学法不会影响SBR法的效果。但化学法由于人为添加絮凝剂，使产生的污泥量多于生物法，所以要适当增加污泥外排量
。
3.3 主要技术经济指标
本工程总投资137万元，设计占地260m2，常用电负荷为14.45kW，处理成本为0.91元/m3。
4 结论
(1)CEPT-SBR法处理旅游类场所生活污水是可行的，其运行效果稳定，出水水质良好，并能达到国家一级排放标准。
(2)该工艺有较好的处理效果，使污水中P，N含量降低，且工艺结构简单，工程成本、运行费用较低。
作者通讯处： 430070 武汉理工大学土木工程与建筑学院 市政工程系 电话：(0)13808670309
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