昌乐城东污水处理厂提标改造COD深度处理研究

康慧敏 李志斌

我国城市的水环境的污染形势十分严峻，究其原因主要是污染物排放总量巨大，而治理水平偏低。《水污染防治行动计划》的出台，对我国水污染防治工作提出了新的要求和工作目标。其中“水十条”明确了要加快城镇污水处理设施建设与改造。《“十三五”生态环境保护规划》也提出因地制宜实施城镇污水处理厂升级改造。随着对水质环境的要求越来越高，许多城市污水处理厂要求达到城镇污水处理厂污染物一级A标准或者更高的地表水环境质量标准后排放，污水处理厂进行升级改造是必然的趋势。

根据昌乐县政府和环保局的要求，昌乐城东污水处理厂提标改造工程完成后，出水水质由《城镇污水处理厂污染物排放标准》中一级标准的A标准提高到CODcr≤40 mg/L、NH3-N≤2 mg/L。现阶段昌乐城东污水处理厂进水含有大量不易生物降解或生物降解极为缓慢的有机物质，针对此类难降解废水深度处理工艺段，物理化学处理法中的强化混凝处理技术具有较好的处理效果。强化混凝处理技术具有处理流程较短、运行方式灵活、管理簡单、与现有工艺衔接灵活等优点。为了完成对昌乐城东污水处理厂地标提标工作，本文对深度处理工艺段强化混凝药剂进行试验研究。

一、昌乐城东污水处理厂深度处理工艺技术

针对昌乐城东污水处理厂深度处理工艺段进水水质变化情况，综合考虑污泥参数和污泥量现状，在原深度处理工艺基础上，对前期踏勘和现场实验情况做工艺选择。混凝沉淀工艺是城市污水深度处理常用技术和方法，混凝沉淀能够进一步去除悬浮物、CODcr及BOD5。根据污水处理厂的达标排放要求，深度处理主要是去除水体富营养化污染物、化学需氧量等有机污染物、悬浮物和水中有毒有害物质，确保出水稳定达标。污水处理厂出水中悬浮物浓度不仅涉及到出水悬浮物指标，其表面也会大量吸附有机污染物和无机污染物，深度处理工艺段不仅去除悬浮物使水体清澈透明，也同步去除有机污染物和部分无机污染物的浓度。就本工程而言，为了达到COD 40 mg/L以下的排放要求，需设计混凝沉淀+过滤的深度处理工艺。这就为我们进行混凝剂的优选提出了研究方向。

二、深度处理絮凝剂现场投加中试实验

根据昌乐城东污水处理厂提标改造的要求，深度处理工艺段为新增强化混凝+原连续流砂滤池。对聚合氯化铝等絮凝剂进行现场投加性能测试实验，针深度处理进水COD值偏低、偏高及正常的情况下，取相同时间段污水，分三个批次进行药剂投加效果实验，研究深度混凝和过滤对COD去除的效果。通过初步筛选，现选用聚合氯化铝、M180混凝剂聚硅酸硫酸铁和聚丙烯酰胺药剂等4种絮凝剂分三批次进行对比实验。

现场对二沉池和絮凝沉淀池出水均值进行投加实验，从现场投加实验结果看：（1）因2017年深度处理监测进水SS月平均值236 mg/L以下，24小时分时段检测的SS值为64 mg/L到288 mg/L之间，SS的浓度最高值约为400 mg/L。通过投加絮凝剂，使其中的胶体和细微悬浮物脱稳，并依靠絮凝剂中阳离子具有很强的吸附架桥能力聚集为较大的矾花，使废水中有机污染物发生凝聚而重力沉淀或其他固液分离手段予以去除。（2）絮凝沉淀池加混凝剂后，沉淀不下来带有COD的絮体经过流砂滤池，进行过滤去除。强化混凝和连续流砂滤池去除效果得到提升。（3）与前段混凝沉淀的区别在于，絮凝沉淀池出水通过强化混凝后，连续流砂滤池可以去除细小颗粒，使出水浊度大大降低。（4）深度处理工艺混凝沉淀池COD去除率40%，强化混凝和连续流砂滤池COD去除率25%，臭氧氧化池及炭池和消毒COD去除率30%，深度处理各工艺段串联后COD去除率可达69%。

三、絮凝剂投加影响因素研究

药剂投加现场的进水均为工业废水且水质波动大，废水处理在投加化学药剂时受到温度、pH值和时效等方面的影响，往往使用的药剂达不到对水中污染物的去除效果，所以我们在实际的工作中为了保证絮凝剂投加能够使出水稳定达到设计要求，对其在不同的水温和pH值条件下的投加效果进行测试和分析。

3.1 水温对COD去除率的影响

聚合氯化铝、M180混凝剂、聚硅酸硫酸铁和聚丙烯酰胺药剂等4种絮凝剂现场投加进行测试，药剂投加量取1.5mL/L，测试水样为絮凝沉淀池出水，对不同水温条件下的COD值变化情况如上。

从上分析图中可以看出，药剂投加效果在水温的变化时COD去除效果稳定变化。聚合氯化铝、M180混凝剂、聚硅酸硫酸铁和聚丙烯酰胺药剂等4种絮凝剂随温度的升高去除效果均较稳定。其中M180混凝剂稳定性略优于聚合氯化铝、聚硅酸硫酸铁和聚丙稀铣胺。

3.2 pH对COD去除率的影响

取聚合氯化铝、M180混凝剂、聚硅酸硫酸铁和聚丙烯酰胺药剂等4种絮凝剂现场投加进行测试，药剂投加量取1.5 mL/L，测试水样为絮凝沉淀池出水，对不同pH条件下的COD值变化情况如下。

从上分析图中可以看出，药剂投加效果在pH的变化时COD去除效果稳定变化。聚合氯化铝、M180混凝剂、聚硅酸硫酸铁和聚丙烯酰胺药剂在酸性条件下去除效果均较稳定。酸碱度变化下M180混凝剂稳定性略优于聚合氯化铝、聚硅酸硫酸铁和聚丙稀铣胺。

四、结论

本文研究了昌乐城东污水处理厂提标改造COD深度处理工艺中，涉及的混凝沉淀技术得出以下结论：对聚合氯化铝、M180混凝剂、聚硅酸硫酸铁和聚丙烯酰胺等4种絮凝剂进行小试和中试性能实验。结果显示当药剂投加量控制为75-100 mg/L时，强化混凝+连续流砂滤池组合工艺出水满足COD去除率25%的技术要求。现场实现的深度处理工艺的在线监测结果显示，强化混凝+臭氧氧化+后置活性炭过滤工艺可以满足现场排放水COD深度达标要求，并且能够保证出水指标稳定。