城市污水处理厂二级出水深度处理工艺中试研究

李庆冬 段丛苗

摘  要：目的：对城市污水处理厂二级出水深度处理工艺中试进行研究，对其的稳定性、运行成本和再生水质进行详细考察。方法：采用中试规模试验的方式去除二级出水中的氮、有机物、磷等物质。结果：这种方法能够高效、稳定的对二级出水进行有效的处理，再生水质的水质能够达到国家相关规定的标准。结论：失效再生液的结晶产品能够对污染进行控制，中试规模试验达到了资源回收的目的。

关键词：再生水;二级出水;中试;运行成本

随着社会经济发展速度的不断加快，人们对自然资源的需求量也在增加，这种情况给我国社会发展造成了非常大的阻碍。因此，为了提高水资源的利用效率，相关人员要加大对水环境污染、水资源短缺问题的重视，对城市污水再生、深度处理进行重点研究，提高城市生活杂用水、工业冷却水应用的效率，我国才能真正的实现可持续发展。

很多国外城市的污水再生水厂，在对二级出水进行再生处理时，一般采用的都是双模法对其进行处理，其能够对磷、氮等污染物进行高效的去除，但是双模法的运行成本非常高，并且其在应用过程中会产生大量高盐废水，这种废水本身的处理难度非常高，能够造成严重的膜污染，并且其在对再生水进行处理时，对输送管道材质的要求非常高，这些因素都在一定程度上限制了双模法的应用。

本文在对二级出水深度处理工艺进行研究时，要加大对低成本有机材料开发的重视，能够对三种污染物进行有效的去除，其的核心单元一般都是固定床，其在进行资源制备时，能能够对磷、氮回收，对二级出水进行再生，制备农用化肥，对再生水的潜在用途进行探讨，保证其能够符合6类水质规定的标准，并且还要对失效再生液结晶产品能否进行农用化肥制作进行研究，对中试规模试验的运行成本进行探讨。

1 材料与方法

1.1 主要材料与中试装置

中试时间为2012年8月——2013年12月，中试试验在北京市亦庄开发区东区污水厂再生水生产车间进行，原水为小红门污水处理厂二级出水。原水流人添加有机材料的固定床反应器，接触反应后出水流人清水池，达到设定穿透点（再生水TP为0.1mg/L）后采用再生液逆流再生，形成完整的"吸附-再生"运行周期，原水中有机物、氮、磷通过多重作用高效吸附在吸附材料上，然后通过再生过程高效富集到再生液中。重复使用再生液至其失效后更换新鲜再生液继续运行。收集失效再生液，结晶制备农用化肥。

1.2 检测项目和方法

CODa、BOD3、CODm、TP、TN、NH：-N、NO;-N、NO2-N、总碱度、总硬度等的测定均采用国家规定的标准方法。DOC用ShimadzuTOC-5000A测定，SO2-和氟化物利用DionexICS-1100离子色谱仪测定，Fe、Mn、As、Cd、Cr、Pb、Cu、Ba、Zn、Al和Ni用VarianICP720离子发射光谱仪测定，Se、Hg和Pb用ThermoICE3500原子吸收光谱仪测定。

2 结果与讨论

2.1 水质变化

长期试验过程中，选取39项水质指标作为监测指标，分别为：有机指标10项（CODe，BOD3，C0Dm，DOC，UV2s4，BaP，PCBs，阴离子表面活性剂，挥发酚，石油类），元素指标15项（Mn，Fe，As，Ba，Cd，Cr，Pb，Hg，Cu，Zn，Se，Ni，Sb，B，Al），其它指標14项（TP，TN，NH4-N，NO;-N，NO2;-N，SO2～，SiO2，pH，TDS，总硬度，总碱度，氟化物，硫化物，氰化物）。

从表1可以看，二级出水中有机物、磷等经过该工艺能够稳定、高效去除。相比之下，总碱度、总硬度、氟化物、TDS、SiO2、Mn、Ba等的去除能力较弱（去除率<15%）。二级出水和再生水中其他水质指标均低于检出限。

对比该再生水水质与相关水质标准可以发现，除NH：-N和TN以外，再生水水质达到地表水II类水体标准。另外，除NH2-N外，再生水水质已达到城市污水再生利用中最观环境用水水质标准、城市杂用水水质标准、工业用水水质标准、地下水回灌水质标准（27项指标，其中C0Dcr达标率80%，NO;-N达标率96%，TDS达标率90%，BaP达标率90%，其它指标达标率100%）、农田灌溉用水水质标准等再生水水质标准。此外，中试过程中二级出水NH-N浓度与生物处理工艺运行状况直接相关，并严重影响再生水中NHI-N浓度。在对废水生物进行处理时，相关人员要加大对二级出水NH2-N处理的重视，降低其的浓度，再生水才能满足城市对污水水体再生的标准，其潜在用途包括工业用水、景观用水、地下水回灌、城市杂用水和农田灌溉等多个方面。

2.2 失效再生液结晶产品肥效分析

在对二级出水进行深度处理时，相关人员要加大对失效再生液富集的重视，其一般都是由磷、氮元素组成的，其的结晶产品一般都是颗粒状、浅褐色，在对其进行检测之后，可以发现氮的含量已经达到了23.1%，其已经达到了硫酸铵、碳酸氢铵的要求，其的相关指标都满足了农业用氯化铵的要求，达到了水资源回收，减少二级出水对环境造成污染的目的。

2.3 运行成本估算

在对城市污水处理厂中试运行成本进行估算时，相关人员要加大对材料费、电费、水费等估算的重视。在进行再生水配置时，相关人员也可以采用这种方法，其的水费为零。

在对其的电费进行估算时，相关人员一般估算的都是进水泵的电费，并且在进行估算时，其经常会受到中试实验规模的影响，电费高达1.25元/m'，远高于其它固定床工艺（顺流进水-逆流再生）的电费，如固定床离子交换器处理硝铵废水时电费为0.4元/m3（6））（注：2013年），一级复床+混床的离子交换工艺生产锅炉补给水时电费为0.11元/m2。

药剂费：0.5元/m'。包括再生液药剂费0.6元/m'、失效再生液蒸发结晶成本0.5元/m'，结晶产品按农用化肥（0.6元/m3）售出收益。

材料费。按照185个周期折算吸附材料费用为0.3元/m3。考虑到试验期间材料性质的稳定，未来实际材料费将有-定程度的降低。

3 结论

现在我国在对二级出水进行处理的过程中，采用的一般都是二级出水深度处理技术，这一技术本身就有着净化目标非常单一的特点，其在对二级出水进行处理时，一般都是对有机物、磷进行处理。在对二级出水进行深度处理时，相关人员如果采用深度除磷技术，那么其在对出水水质进行处理时，其采用的方法一般都是化学沉淀方式，并且在进行实际应用时，相关人员还要根据进水的浓度对其的操作参数进行调整，其的出水水质才能得到有效的控制。但是，在对出水水质进行处理时，其经常会出现化学药剂添加过量的情况，这种情况不仅会在一定程度上提高城市污水处理厂的运行成本，还能降低有机物、降低磷污染物的资源化水平，采用高级氧化技术对二级出水深度处理，副产品对人体健康造成的污染才能得到减少。

综上所述，在对二级水进行处理时，相关人员要加大对深度处理工艺应用的重视，二级出水中磷、氮等污染物才能得到去除，城市杂用水、景观用水等的相关标准才能得到满足。另外，在对失效再生液结晶进行资源回收时，相关人员要保证其能够达到国家农用化肥的标准。

参考文献

[1]刘善东.城市污水处理厂二级出水深度处理工艺研究[D].

[2]戴杨叶.某城市污水处理厂二级出水的人工湿地深度处理运行效果分析[J].净水技术，2018，37（4）：96-100.

[3]彭永臻，操沈彬，杜睿，etal.一种城市污水处理厂侧流同步深度处理二级出水与城市污水的装置与方法.

[4]胡杰军;沈志强;周岳溪;陈学民;伏小勇;.人工湿地深度处理城镇污水厂二级出水研究进展[C]//2017中国环境科学学会科学与技术年会.0.

作者简介：李庆冬，身份证号：230102198811213737;段丛苗，身份证号：230505198904210448。