二段法工艺在低温市政污水厂工程应用

二段法工艺在低温市政污水厂工程应用

杨晓丽

萨尔图区东安社区工作站

摘要:污水处理是市政工程中非常重要的一部分，但是在污水处理的过程中，低温污水的有机物处理一直以来都是一个难度比较大的问题，本文针对二段法的处理方进行了讨论，并且尝试将其应用到低温市政污水的处理工作来。经过一系列试验我们发现，如果污水的温度低于15℃，这种处理方式会取得较好的结果，很多有机物的含量得到有效降低，约为原含量的1/10，污染物去除效果显著，接近90%，所以可以认为二段法工艺在低温污水处理工作中可以取得良好的成效。

关键词:低温;市政污水;二段法;微生物;工程应用

温度在诸多生态因素当中属于非常重要的一项内容，其对于微生物的生长来说具有非常明显的作用，温度的变化可以在很大程度上改变生物个体的生长情况和繁殖情况等等，在低温条件下，微生物往往处于不活跃的状态，所以在低温条件下进行的污水处理工作难度非常大。生物膜法在单位体积中吗可以留存较大的生物量，在低温状态下也能起到很好的作用，所以低温地区的生物膜法的污水处理效果在理论上来说应该是较好的。

但是当前在城市污水处理工作中，低温污水处理方面的内容仍然较少，在工程研究方面的应用自然更少，无论是理论方面的研究还是实践方面的探索，都是非常有限的，所以加大研究力度，并且细化污水处理的流程对于污水处理工作来说具有非常明显的意义。水量变化对于污水处理的效果影响非常大，同时温度所造成的影响也是非常明显的，经过一系列实践，结果证明这项工艺具有较好的应用效果，对于低温污水处理工作来说具有很大的意义。

一、工艺简介

（一）工艺特点

二段法将传统的生物接触氧化池科学地分为二段:第一段充分利用微生物对数增长期的吸附特性,以低能耗、高负荷、快速度的生物吸附合成为主,该阶段能够去除污水中60%～70%的有机质,称为吸附合成期;第二段在低负荷下利用微生物的氧化分解作用,对污水中残留的有机质进行彻底的氧化分解,进一步改善出水水质,称为氧化分解阶段.由于分段,二段法能充分发挥同类微生物种群间的协同作用,克服不同微生物种群间的拮抗作用,净水效率大大提高。

（1）污泥活性高(泥龄低)

二段法的曝气系统设在填料下面,不仅供氧充足,而且对生物膜起到了扰动作用,加速了生物膜的更新,使生物膜活性提高.经测定,二段法一氧池中,微生物耗氧速度较活性污泥法高1.81倍.

（2）容积负荷高

一般活性污泥法的污泥质量浓度为2～5g/L,而二段法可达10～20g/L,因此大大提高了处理系统的容积负荷.在一般情况下,活性污泥法容积负荷为0.4～0.9kgBOD5/(m3?d),而二段法容积负荷可高达3～5kgBOD5/(m3?d),较普通活性污泥法高3～10倍.这一点对于缩小曝气池容积,降低基建投资费用都起着十分关键的作用.

（3）传质条件好,氧的利用率高

微生物代谢速度,主要受其代谢条件———有机物和氧的吸收速度及代谢产物的排除速度的影响.因二段法中矿物填料的存在,一方面提高了微生物对有机质和氧的吸收速度;另一方面,由于空气的搅动,使流动在填料孔隙间的污水、空气和生物膜之间产生较大的相对速度,加快了细菌表面介质的更新,增强了传质效果.一般情况下,普通活性污泥法在水深3.5～4.5m范围内,氧的吸收率为5%～10%,动力效率为1.2～1.8kgO2/(kW?h),而同等条件下的二段法氧的吸收率达到12.7%～16.9%,动力效率高达3.0kgO2/(kW?h)以上,从而大大节省了鼓风动力的消耗,降低了运行费用.

（4）出水水质好

二段法一氧池中微生物处于高活性“吸附合成期”,在较短的时间内可将污水中60%～80%的有机质储存在细胞体内或吸附在细菌表面,在未进入内源代谢之前,就通过反应条件的控制使其以“合成污泥”的形式排出.从而大大降低了二氧池的有机负荷,使二氧池中更高级的原生、后生动物能够更好地生存繁殖,为进一步提高出水水质创造了条件.

（5）污泥产量少、脱水性能好二段法具有较少的污泥产量,一般去除每千克BOD5的干污泥产量为0.3～0.4kg,与普通活性污泥法干污泥产量0.4～0.6kg相比,污泥产量少30%左右.另外,二段法排出的污泥,多为较大的絮体或呈膜片状,具有较好的沉降性能和脱水能力.因此,二段法不仅可以减小污泥处理构筑物的规模,节省基建投资,还可大大降低污泥处理的运行费用.

（二）工艺运行

段法生化组合池的运行由5部分组成:即布水系统、布气系统、反冲洗系统、排泥系统和放空系统。

（1）布水系统

二段法的布水系统主要指组合池的配水槽.在一氧池、一沉池、二氧池、二沉池前面均设导流墙,污水自初沉池经导流墙配入各池底部,再自下而上穿过填料层(或滤料层)经集水系统收集后进入下一池,所以在整个处理系统的水力流态上是推流式;又因为曝气池底部设有曝气系统,污水被混合搅拌呈完全混合状态,所以污水在氧化池内的水力流态为完全混合式.由于二段法的这一特性,使其具有很强的抗冲击负荷的能力.

（2）布气系统及反冲洗系统二段法的布气及反冲洗系统指组合池的空气管路系统,它兼有3种功能:①为氧化池微生物提供新陈代谢所需的氧气;②对氧化池污水进行混合、搅拌;③为氧化池、沉淀池气水反冲洗提供动力.

（3）排泥系统氧化池填料上吹脱掉的老化的生物膜经池顶集水系统收集后通过导流墙进入沉淀池底部,在这里上升流速放缓,有利于污泥沉淀,不能沉淀的悬浮物质经石英砂滤层后被截留下来,沉到泥斗的污泥通过排泥管靠重力排入污泥浓缩池.

（4）放空系统在一氧池、一沉池、二氧池、二沉池池底均设有放空系统,以方便闭水试验、污水厂调试、日常检修和大修.污水经放空管靠重力排入污水提升泵房前的集水池.

二、工艺可行性说明

（一）污水特点总结

（1）水温较低

众所周知，水温和气温是直接相关的，但是其变化幅度比气温稍小。举例来说，在哈尔滨地区，夏季气温较高，冬季气温较低，但即便是在冬季，污水排放的温度也在0度以上，总体上来说，我国北方大多数地区的污水管内污水温度可以维持在8℃以上。

（2）水质差

在我国寒冷地区，居民的饮食结构和南方地区的差别较大，肉食占据的比重很大，并且地下水的埋藏深很深，居民的用水量较少，总结起来水质较差，污染物占比很高，油性很大，其在管道内较难自然分解。污水的水质昼夜差距较大，夜间明显好于白天

（3）污水排放量昼夜差别明显

我国北方地区昼夜时间长度变化较为明显，冬季夜长昼短，所以污水排放大多集中在白天，夜间污水排放量较少。由于其排放时间较为集中，可能会直接增加污水厂的压力。

（二）可行性分析

二段法污泥质量浓度较高，并且其中包含的微生物类型非常广泛，食物链情况也比较复杂，并且生物在生物膜上停留时间较长，所以具有较长的生长时间和增殖速度很小的微生物相比优势是非常明显的。生物膜中的微生物生长较为适应低温情况，给低温适应性较好的微生物创造了良好的生长条件，经过前文总结我们已经知道，生化池污水温度并不会受到非常明显的外界影响，所以在一天之内不会造成过大的污水温度波动，所以理论上来说，应用二段法的思路来处理市政污水具有较高的可行度。

三、结语

经过一系列理论探讨和实践探索，证明将二段法应用到低温污水处理工作是一项比较可行的思路，不仅污水处理效率得到了很大的提高，去污能力也非常出色。某污水处理厂采用了这种工艺进行污水处理工作，经过测算，结果表明每立方米污水处理成本仅仅为0.32元，在污水处理工作上节约了大量资金，所以将其应用到低温污水处理工作中会起到很好的效果。本文针对二段法工艺的应用进行了简要说明，希望可以给相关污水处理工作的开展提供一些参考。

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