第29卷2008年.第6期有色冶金設計與研究2月德國污水處理技術應用初探何小英(中國瑞林工程技術有限公司,江西南昌330002)摘要]從排水體制、截流倍數(shù)、污水處理廠生物除磷脫氮設計計算等幾方面論述德國污水處理技術及在我國的應用情況。[關鍵詞]排水體制;截流倍敷;污水處理廠;除磷脫氮;設計;應用中圖分類號:X703文獻標識碼:B文章編號:1004 4345(2008)06- 0001-03An Approach to the Application of German Sewage Treatment TechnologiesHE Xiao- -ying(China Nerin Engineeing Co., Ltd, Nanchang, Jiangxi 30002, China)Abstract The paper describes the sewage treatment technologies of Germany from several aspects of drainage system,interception ratio , and design and calculation of biological phosphorus and nitrogen removals of sewage treatment plants , andsummarizes their applications in China.Keywords drainage system; interception ratio; sewage treatment plant; phosphorus and nitrogen removals; design; appication人的村莊居民接管率也已達90%，約93%下水道管1前言徑≤DN900 mm。2.2排水體制德國是世界.上環(huán)境保護工作開展較早做得較好德國在中心城區(qū)主要采用雨污合流制，周邊及的國家,污水處理設施比較完善,目前已基本不需新新建地區(qū)主要采用分流制。合流制下水道的比例約建下水道和污水處理廠,在污水、污染物處理方面積占70%,分流制下水道比例約占30%。建有37 000累了很多值得借鑒的經驗。筆者有幸參加了有關部座合流制雨水池,其總池容1 400萬m2,建有10 000門主辦的中德城市污水處理設計與建造技術培訓，座分流制雨水凈化池,其總池容1 000萬m',雨水均并赴德國柏林科隆等地考查學習。本文根據(jù)培訓考需經處理達標后排入水體，大大改善了水體水質。查親歷試從以下幾方面論述德國污水處理技術及在2.3截流倍數(shù)我國的應用情況,供同行參考。德國年降雨量500~1 500 mm,季節(jié)分配均勻,區(qū)域降雨量變化較大,首都柏林年平均降雨量714mm,2排水 管網系統(tǒng)建設科隆市年平均降雨量798mm,合流制系統(tǒng)截流倍數(shù)為2~4,雨水進污水處理廠進行處理的量為2倍污2.1管網建設情況水,長期的運行實踐證明,由于降雨量季節(jié)分配均勻,德國總人口8200萬,公共排水管道總長度約發(fā)生溢流的次數(shù)較少,政府允許20%雨水直接溢流,48萬km。以轄區(qū)內全部面積計算,排污管網密度如果不能滿足要求,則建造雨水調節(jié)池。1.11 km/km2,人均排污管道長度達到5.8 m,居民接管率從1979年的84.5%上升到95%,即占全國人口3中國煤化工t人口的概念總數(shù)95%的居民的生活廢水已納入排污管網，其中10萬人以上的大城市居民接管率超過98%,<2 000YHCNMH G人口EW計算,收稿日期:2008-10-26作者簡介:何小英(1959- -), 女,中國瑞林工程技術有限公司副總工程師,教授級高級工程師,主要從事給排水設計研究工作。有色臺金設十與研究第29卷1EW按每人每天所產生的BOD,為60g,以EW表裘1晴天和一般情況下反硝化設計參考值示的負荷是根據(jù)-年中進入污水處理廠濃度最大VwVr反硝化能力，以kgwkgBOD, i計上10-120的一個星期的BODs計算出來的.此方法直接反應了前置反硝化同步反硝化污水處理廠污染物負荷，即實際需處理的污染物的).20.110.06量。而我國污水處理廠規(guī)模則以8處理污水量為主0.30.130.09要依據(jù),由于污水濃度不同,同等規(guī)模的污水處理廠0.40.140.12實際需處理的污染物量可能相差數(shù)倍,不便于進行).s0.15工程投資對比分析,給污水處理能力的綜合評價帶表2處理程度及處理廠規(guī)模和最小泥齡的關系來困難。污水處理廠規(guī)樓處理程度<2萬人口當量≥10萬人口當量4污水處理廠生物除磷脫氮設計無硝化的污水處理4有硝化的污水處理08德國污水處理廠進水總氮的濃度通常為35~設計溫度10C80m/L,總磷濃度10~25mg/L排放要求總氮的濃度硝化反硝化的污水處理通常為10~18 mg/L總磷濃度1~2 mg/L,根據(jù)進水水VawV=0.2210質及排放要求,德因污水處理廠基本上均需進行除1311磷脫氮，在污水處理的脫氮除磷方面積累了很多值=0.4151得借鑒的經驗和技術?，F(xiàn)將德國污水處理技術協(xié)會=0(ATV)最新制定的城市污水設計規(guī)范A131中關于生硝化/反硝化和污泥穩(wěn)定25不推薦物除磷脫氮(硝化和反硝化)的曝氣池設計方法作簡穩(wěn)定的污水處理要介紹。4.3剩余污泥量A131的應用條件:進水的COD/BOD3≤2,TKN/污泥產率系數(shù):Y=Y+YpBOD,≤0.25;對于具有硝化和反硝化功能的污水處式中:Y,為污泥總產率系數(shù),kgVSSAkgBOD;Y為剩余理過程,其反硝化部分的大小主要取決于:(1)希望.污泥產率系數(shù),kg干固體/kgBOD;Yp為同步沉淀的達到的脫氮效果;(2)曝氣池進水中硝酸鹽氮NO3-N化學污泥產率系數(shù)(當未投加化學混凝劑除磷時無和BOD,的比值;(3)曝氣池進水中易降解BOD,占的比此項).kg干固體/kgBOD3。例;(4)泥齡0;(5)曝氣池中的懸浮固體濃度X;(6)污水剩余污泥產率系數(shù)Y與泥齡、進水ss和BOD,溫度。的比例、溫度等有關,約為0.52-1.22 kg干固體/4.1計算NovV(BOD3) i和VvVrkgB0D,可由公式計算:Now表示需經反硝化去除的氮,它與進水的BOD3Y=0.6[SS/(BOD}i +1]-0.072x0.60.xFV1 +0.080,xF之比決定了反硝化區(qū)體積Vow占總體積Vt的大小。式中:SSsi為進水懸浮物濃度,m/L。由氮平衡計算Now 1 (BOD)i: Now= N-N_-N_-N,F=1.0721(-49式中:N為進水總凱氏氮,mg/L;N..為出水中有機氮,式中:T為污水設計溫度,10C。一般取 1~2 mg/L; Nm為出水中無機氮之和,包括氨剩余污泥量:N=QY[(BOD3)i- (BOD3)e ]/1 000氮硝酸鹽氮和業(yè)硝酸鹽氮，是排放控制值,按德國標式中:Q為設計污水流量,m2/h;(BOD}e為出水5日生準控制在18 mg/L以下,一般出水中氨氮和業(yè)硝酸鹽化需氧量,mg/L。氮均為0,故該項主要是硝酸鹽氮;:Ns為剩余污泥排4.4計算曝氣池體積V出的氮，等于進水BOD,的0.05倍,mg/L ;(BOD)ji為根據(jù)表3選定曝氣池中的活性污泥濃度X (MLSS9。進水5日生化需氧量。由此可計算Now/(BOD3ji之值,表3曝氣池中活性污泥濃度的推薦值然后從表1查得Vow/ VT?；钚晕勰酀舛萖,kg/m'4.2泥齡θ。右初沉油無初沉池泥齡0.是活性污泥在曝氣池中的平均停留時無硝中國煤化工-3.5-4.5間,即:,;=曝氣池中的活性污泥量/每天從曝氣池系統(tǒng)硝化科YH ;CNMHG排出的剩余污泥量(d),根據(jù)要求達到的處理程度和帶污泥穩(wěn)定4.0-5.0污水處理廠的規(guī)模,從表2選取應保證的最小泥齡。除磷(加混凝劑間步沉淀)第6期德國污水處理技術應用初探應特別注意，必須校核二沉池能否使曝氣池中境兩因素。我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的截流倍數(shù)1~5網,選擇的活性污泥濃度達到所選取的X值。所以,曝氣池的范圍較大,這就要求設計人員需依據(jù)當?shù)氐木唧w條體積為:V-=(BOD)ixQx.xY/X ;V=VortVN件進行合理選擇，如受納水體的環(huán)境容量,早流污水4.5回流比的水質,城市的降雨強度及季節(jié)變化情況等。德國采內循環(huán)回流比R1=QR1/Q,外循環(huán)回流比R2=用的截流倍數(shù),比我國某些地區(qū)還低,事實證明,由于QR2/Q,總回流比R=R1+R2。選擇合理,達到了環(huán)境要求。在前置反硝化工藝中，硝酸鹽氨通過內循環(huán)和5.3生物除磷脫氮的計算外循環(huán)回流進入反硝化區(qū)。只要回流的硝酸鹽氨不由于德國ATV標準中的計算公式及表格既有超過表1中的反硝化能力,則可能達到的最大反硝理論又有經驗的累積,計算概念清晰,特別方便操作,化程度取決于回流比R。因此,可根據(jù)反硝化率Erw計算結果都能滿足我國規(guī)范要求。多年以前,中國瑞計算所需的最小回流比:En=Nv(Nor+N.);所靄的最林工程技術有限公司污水處理廠除磷脫氮的設計計小回流比:R=1/(1-EN)-1算就已開始采用德國生物除磷脫氮(硝化和反硝化)式中:Exw為反硝化率;N。為出水硝酸鹽氮,mg/L。的曝氣池設計方法，在該技術應用方面先行了一步。-般在前置反硝化工藝中,回流比取2.0。若希我國標準CECS 149:2003《城市污水生物脫氨除磷處望進一步提高反硝化率,可繼續(xù)提高回流比。但必須理設計規(guī)程》也借鑒了該計算方法。應用時應注意以注意,最大回流比為4.0,且回流比較高時存在著將過下幾個問題:(1)關于氮平衡計算,出水N.應根據(jù)實多的溶解氧帶入反硝化區(qū)的危險。為了減少循環(huán)回際進水水質和出水要求確定,我因通常取8 mg/L左流中的溶解氧,可在曝氣池末端設置隔離區(qū)域,減少右。(2)德國污泥產率計算公式中,Y是污泥總產率系該區(qū)中的曝氣量。數(shù)(kgMILSS/kgB0D),不僅包括揮發(fā)性懸浮固體VSs,4.6生物除磷計算還包括無機懸浮固體和難降解有機懸浮固體。我國如果進水濃度P>5 mg/L,一般采用生物除磷;規(guī)范規(guī)定污泥總產率系數(shù)宜根據(jù)試驗資料確定，無試P<5 mg/L,-般采用化學除磷。在曝氣池前設厭氧池,驗資料時,有初沉池時取0.3,無初沉池時取0.6~1.0。水力停留時間為0.5~0.75 h,流量用最大晴天流量與回但設計時通常無試驗資料,取值范圍大,難以把握,因流污泥量之和計算。1 kgBOD,可去除0.025 kg磷。此該計算公式對我國具有較大的參考價值?？紤]到我國生活習慣與德國的差異,污水中有機物比重低,5德國污 水處理技術在我國的應用有機物中脂肪含量低,碳水化合物含量高,污泥產率較德國小,故需乘以一一個修正系數(shù)0.8~0.9。(3)混合液5.1關于排水體制懸浮固體濃度X,關系到工程造價,運轉費和出水水目前在我國舊城區(qū)排水體制主要還是采用雨污質應慎重選取,在缺乏試驗資料和經驗時,可以按表3合流制,只是在新建區(qū)域采用雨污分流制,兩種排水選用。(4)根據(jù) 要求達到的處理程度和污水處理廠的體制各有利弊,綜合比較結果,分流制是比較先進的,規(guī)模，從表2選取應保證的最小泥齡。該表是根據(jù)理因此我國規(guī)范規(guī)定新建地區(qū)的排水系統(tǒng)宜采用分流論計算又參照運行經驗數(shù)據(jù)得出的,并不隨進水水質制。一般來說老城區(qū),特別是中心城區(qū)域,建筑密度的變化而改變,因此可以在我國設計中采用,污水處大,街道狹窄,改造時涉及千家萬戶,需要大面積破理廠規(guī)?？梢哉鬯愠扇丝诋斄?。(5)關于生物除磷,我國路、拆遷,難度大施工復雜,工程投資大,若將合流制城市污水中總磷TP的濃度一般為 2~6 mg/L,通常采排水系統(tǒng)全部改造成分流制是不現(xiàn)實的。用生物除磷,生物除磷時,污水中的BOD/TP宜>17月，德國排水系統(tǒng)中合流制約占70%,參照德國的當出水總磷濃度要求在0.5 mg/L以下時，需輔以化運行經驗,對于合流制管網,只要采用合理、科學的截學除磷。(6)我國規(guī)范規(guī)定厭氧池水力停留時間宜采流方式,同樣可以達到防止污染、保護環(huán)境的效果。用1~2 h,流量按進水流量(不包括回流污泥量)計算,因此筆者認為老城區(qū)應視具體情況而定，雨污合流如果按德國的算法考慮回流污泥量(回流比100%),制不一定要改造成分流制，可因地制宜改造成截流則水力停留時間0.5~1 h。式合流制系統(tǒng)。5.2關于截流倍數(shù)中國煤化工截流倍數(shù)的確定主要是依據(jù)經濟條件和環(huán)境要1]::HCNM H C.200計手冊-城鎮(zhèn)摔水(第s求的合理性,截流倍數(shù)越大,其環(huán)境污染的程度越輕,而截流管的基建投資越大"。因此,任何一項設計都[2] CB 50014- 2006,室外排水設計規(guī)范[S].必須找到一個合理的截流倍數(shù),必須兼顧經濟和環(huán)3] CECS 149- 2003，城市污水生物脫氮除磷處理設計規(guī)程[S].