污水调匀整合处理模式研究

吕宁 曾浩

(广东中节能环保有限公司广东东莞 523040)

污水调匀整合处理模式研究

吕宁 曾浩

(广东中节能环保有限公司广东东莞 523040)

污水处理厂调匀池的设计及操作管理问题虽是老生常谈，但实际使用上，却往往容易被忽视，因而影响污水厂处理功能的整体表现。本文在探讨污水处理中调匀池的使用的基础上，综合四种调匀处理方式，提出了污水调匀整合模式，并进行相应的实验验证，以求为更好的处理污水提供必要的借鉴与参考。

污水；调匀；整合；处理模式

1 污水处理中调匀池的使用

由于废水处理单元的设计基准通常时假定废水水质、水量为稳定状态，忽略进流废水短暂变异及波动，但实际上，污水处理厂的污水水质与水量变化相当大且其变化时有不同，受假日、季节性、生产周期及每日产量多少等因素影响，使废水性质产生显著差异，各处理单元的功能表现也随的而异。为减缓进流废水水质、水量的变动，提供后续处理单元最佳的操作条件，设置调匀池是一种很好的选择。曝气式调匀池有助于去除废水中的有机物、中和pH值、可确保稳定的水力负荷至后续的处理单元并提升后续处理单元的效率。调匀池的作用是提供浓度高低不同及水量大小不同的废水相互混合的空间及足够的水力停留时间，将废水浓度及流量的变化均匀化，混合后能产生较平稳的出流水。对于活性污泥法的调匀池，不管是于晴天操作的主线式（in-line type）或于雨天操作的侧线式（side-line type）调匀池，只要设计及操作得当，均有助于出流水品质的提升。因此，调匀池只要设计及操作得当，对于废水水质水量确有调匀的作用。

然而，以目前我国而言，绝大部分综合性工业区均设有联合污水处理厂，工业区内的工厂需先将其废水初步处理达污水下水道的纳管标准后始准排入下水道中，工业区管理单位并依据其排入污染物的总量予以收费。但由于诸多因素，工厂排出的出流水质不见得均达其纳管标准，又由于综合性工业区的工业类别多，以及季节性及产量变化等因素，使得联合污水厂进流水的水质及水量变异程度大，且受限于土地空间不足，时有发现调匀池的进流水超过设计进流限值及其出流水超过其后续单元的设计进流限值，甚至使污水厂的放流水超过放流水标准等现象，因此如何有效操作管理调匀池，使能获致一水质更均匀且水量更平稳的出流水，以维持其后续处理单元的功能，成为了综合性工业区联合污水处理厂当前很重要的课题。

目前常用的调匀池设计模式计有累积曲线法（Mass Diagram method）、Novotny andEnglande 法、Quano、矩形波法等，且各模式运算方法不同、考量的参数不同，使得计算过程复杂且耗时。因此本研究尝试将上述四种调匀池的设计操作模式整合成一个程序，以简化及效率化调匀池的设计与操作工作。

2 污水调匀整合模式分析

本研究以MATLAB程序整合设计调匀池模式，主程序执行时“MENU”指令使各模式的选取以画面呈现，以供设计者点选。各模式被点选执行后的主要结果说明如下。一是累积曲线法。进流量的累积曲线及平均出流水量的累积直线将呈现于MATLAB的视窗中。进流量累积曲线的最低切点或最高切点（切线的斜率等于平均出流水量累积直线的斜率）与平均出流水量累积直线的最大距离，对应纵轴即为调匀池需求的体积，该体积设计值也直接输出于MATLAB的视窗中。依据每月四天（9、20、21及22日）的进流量条件，以累积曲线法设计的调匀池所需体积分别为744、337、404及117m3。二是矩形波模式。矩形波模式是一种考虑进流水量变动的设计方法。为方便比较，假设调匀池HRT与Novotny and Englande模式者同为11.3小时，则月度四天的调匀池体积设计值依矩形波模式计算结果分别为1100、560、416及211m3。三是Novotny and Englande模式。根据连续四天水质监测资料分析结果：调匀池进流水标准偏差值si为211.9 mg/L；调匀池进流水质变异数为44882mg2/L2；调匀池出流水质变异数为1989mg2/L2；调匀池出流水标准偏差值为44.6 mg/L的水质变异。假设调匀池最大的出流水COD浓度500mg/L及累积标准常态值Y=1.65（95%的信度）的条件下，经由Novotny and Englande模式演算结果：调匀池所需的水力停留时间为11.3 hr，体积为1996m3。

3 小结

本研究顺利地将常用的四种调匀池模式整合设计成一个主程序，可直接由程序的指令视窗点选设计的模式、输入及输出演算结果，可提升调匀池设计及操作管理的效率。针对某工业区联合污水厂2010年及2011年两年的调匀池进出流水的水质及水量资料，并进行为期4天，连续24小时的现场采样分析、记录，依MATLAB整合模式的演算结果及验证发现：单纯以水量变化为设计参数所得的调匀池体积，比同时考量水质及水量所得者为小；随着调匀池初始余留体积（V0）设计值的增加，出流水质的变化幅度越小，当V0值大于3Qe后CODe的调匀效果增加有限，V0=3Qe可视为Quano模式设计的较佳值；Novotny and Englande模式运算结果发现，其调匀池体积设计值偏高；比较各不同调匀池的设计模式发现Quano及Novotny and Englande模式在调匀池体积需求设计上具优越性。选择Quano模式为例说明其在操作管理上的应用：由（初始）余留低水位与调匀池最大出流浓度CODemax减少的比例关系，方便获知两者于操作上的对应的变动范围。以2011年的资料分析结果发现，于初始余留低水位于1.5m～3.0m的弹性操作范围内，CODemax可减少约3%～11%。

[1]田方，杜宇，高红玲.生物膜MBR反应器处理市政污水的试验研究[J].中国科技投资，2012年第18期.

[2]罗梅.贵阳市某污水处理项目经济评价简介[J].广西轻工业，2012年第2期.