初雨處理站對污染物的去除效率研究

陳 超 董志虎

(1.天津市海河建設發(fā)展投資有限公司，天津 300010； 2.天津市市政工程設計研究院，天津 300000)

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初雨處理站對污染物的去除效率研究

陳 超1董志虎2

(1.天津市海河建設發(fā)展投資有限公司，天津 300010； 2.天津市市政工程設計研究院，天津 300000)

介紹了高效沉淀池+深層床纖維束濾池結合的初期雨水處理工藝，并通過實驗，分析了初雨處理站對主要污染物CODCr，BOD5，TP，NH3-N的去除效果，結果表明，其處理效能穩(wěn)定，出水水質能夠達到GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準的一級B排放標準。

初期雨水，CODCr，BOD5,TP,NH3-N,去除率

0 引言

降雨初期，雨水溶解了空氣中的大量酸性氣體、汽車尾氣、工廠廢氣等污染性氣體，降落地面后，又由于沖刷屋面、瀝青混凝土道路等，使得前期雨水中含有大量的污染物質，前期雨水的污染程度較高，甚至超出普通城市污水的污染程度[1]。如果將初期雨水直接排入河道或者自然承受水體，將會對水體造成非常嚴重的污染，必須對初期雨水進行收集、處理。為了響應國家號召，控制水質目標到2020年所有指標優(yōu)于地表Ⅳ類水，在河道兩岸截污工程全部實施后，對河流沿線初期雨水的截留處理是必要和緊迫的[2]。

1 初期雨水處理工藝選擇

通過其基本原理、適應水質、表面復核、主體功能、出水SS，TP保障，COD去除率以及工程造價等因素，選定初期雨水處理沉淀工藝選取高效沉淀池[3]；同時，考慮到占地面積、工藝流程、反沖洗系統(tǒng)、運行方式、濾料介質、使用壽命、濾床厚度、抗沖擊能力、過濾水頭損失、維護管理、運行費用等問題，選定其過濾工藝采用深層床纖維束濾池[4]。

經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)高效沉淀池對TP，BOD，COD處理效果較好，而對氮素處理能力有限，需進一步經(jīng)過脫氮處理后方可排放；深層床纖維濾池兼生化功能，對多項指標有去除效果，能保證過濾后出水達標。

再結合當?shù)貙嶋H情況等因素，推薦雨季截流污水處理工藝采用“高效沉淀池+深層床纖維束濾池”工藝。

本文將對該組合工藝的初雨處理站對CODCr，NH3-N，TP和BOD5四方面的去除效率進行試驗研究。初期雨水處理工藝流程見圖1。

2 實驗材料與方法

指標檢測方法見表1。

3 結果分析與討論

3.1 初雨處理站對化學需氧量(CODCr)的去除效率

本次實驗對初雨處理站出水每間隔1 h進行一次取樣，共取10次樣，在進行0.45 μm濾膜預處理后，采用快速消解分光光度法進行CODCr指標測定，并計算出初雨處理站對CODCr的去除效率，測定結果見圖2。

表1 指標檢測方法

由圖2可以看出，初期雨水中化學需氧量的指標在85.1 mg/L～94.2 mg/L之間，在初雨處理站(高效沉淀池+深層床纖維束濾池)凈化之后，出水水質指標維持在42.3 mg/L ～57.1 mg/L左右，去除率達44.5%，說明該組合工藝的初雨處理站對水體中化學需氧量有較好的去除效果。

3.2 初雨處理站對五日生化需氧量(BOD5)的去除效率

本次實驗對初雨處理站出水每間隔1 h進行一次取樣，共取10次樣，采用標準稀釋測定法進行BOD5指標測定，并計算出初雨處理站對BOD5的去除效率，測定結果見圖3。

由圖3看出：初期雨水中五日生化需氧量的指標在38.4 mg/L～43.2 mg/L之間，在初雨處理站(高效沉淀池+深層床纖維束濾池)凈化之后，出水水質指標維持在8.12 mg/L ～11.31 mg/L左右，去除率達75%，說明該組合工藝的初雨處理站對水體中五日生化需氧量有很好的去除效果。這是因為高效沉淀池為三個單元的綜合體：反應、預—濃縮和斜板分離；在投入混凝劑(硫酸鋁)后進入快速攪拌，由一個軸流葉輪進行攪拌，該葉輪使水流在反應器內(nèi)循環(huán)流動導流桶內(nèi)部快速絮凝，同時導流桶外壁和池壁間的推流狀況導致慢速絮凝，從而形成了大顆粒、密實的礬花。礬花中聚集著污水中的懸浮物、非溶解性有機物，經(jīng)過沉淀脫離水體，從而使水體中化學需氧量和五日生化需氧量降低[5]。

同時，深層床纖維束濾池中模塊化的纖維束濾元均勻懸掛在池內(nèi)，構成高孔隙率的深層濾床。當原水流經(jīng)立體微網(wǎng)絡狀濾料時，懸浮物被吸附截留，同時纖維束附著繁殖的微生物通過自身的新陳代謝將水體中的有機物分解，從而也降低了水體中的化學需氧量和五日生化需氧量[6]。

3.3 初雨處理站對氨氮(NH3-N)的去除效率

本次實驗對初雨處理站出水每間隔1 h進行一次取樣，共取10次樣，在進行消解—過濾預處理后，采用過硫酸消解—離子色譜法進行NH3-N指標測定，并計算出初雨處理站對NH3-N的去除效率，測定結果見圖4。

由圖4看出：初期雨水中氨氮指標在8.93 mg/L～10.12 mg/L之間，在初雨處理站(高效沉淀池+深層床纖維束濾池)凈化之后，出水水質指標維持在7.21 mg/L ～7.58 mg/L左右，去除率達21%，說明該組合工藝的初雨處理站對水體中氨氮有一定的去除效果。

在絮凝階段通過壓縮雙電層、吸附電中和機理、吸附架橋機理、沉淀網(wǎng)捕機理形成的礬花中，包括了部分顆粒態(tài)形式的氨氮分子；同時深層床纖維束濾池以纖維束濾元為濾料，構成了高孔隙率的深層濾床。當原水流經(jīng)立體微網(wǎng)絡狀濾料時，實現(xiàn)了吸附截留SS和生物脫氮的功能[7]。

3.4 初雨處理站對總磷(TP)的去除效率

本次實驗對初雨處理站出水每間隔1 h進行一次取樣，共取10次樣，在進行過0.45 μm濾膜預處理后，采用鉬酸銨分光光度法進行TP指標測定，并計算出初雨處理站對TP的去除效率，測定結果見圖5。

由圖5看出：初期雨水中總磷指標在4.21 mg/L～4.75 mg/L之間，在初雨處理站(高效沉淀池+深層床纖維束濾池)凈化之后，出水水質指標維持在0.65 mg/L ～0.75 mg/L左右，去除率達88.9%，說明該組合工藝的初雨處理站對水體中總磷有很好的去除效果。

初期雨水首先流入混凝區(qū)，在投入混凝劑后進入快速攪拌，使污水與混凝劑快速混凝。隨后污水進入絮凝區(qū)，向污水中投加聚合物以進行絮凝反應，使污水中非溶解性磷和溶解性磷在電解質和聚合物的作用下形成直徑大、密度高的絮體，隨后流入沉淀區(qū)，與水體隔離，達到降低總磷的目的[5]。

4 結語

佛山市順德區(qū)市政污水管網(wǎng)不完善，污水大量進入雨水系統(tǒng)直接污染河流，是目前該區(qū)外河道普遍存在的現(xiàn)象，也是部分河道水體黑臭的主要原因。雨污分流制的近期難以見效和交接斷面達標時限性與順德區(qū)城市環(huán)境改善的迫切需求存在較大沖突。除了少數(shù)新建和新設計的道路實施了分流制的污水管道外，其余部分的污水為合流制排放系統(tǒng)，污水錯接亂排的現(xiàn)象比較嚴重，污水大部分通過雨水管渠排放，造成雨污混流，有的污水直接排入水體，造成水體污染。同時，初期雨水溶解了大量污染物，其水質指標甚至超過了污水廠的進水，給水環(huán)境造成了很大的污染。

實驗結果表明，采用高效沉淀池+深層床纖維束濾池結合的初雨處理站凈化新城區(qū)初期雨水，對主要污染物CODCr，BOD5，NH3-N，TP的平均去除率分別為44.4%，75%，21%，88.9%，且處理效能穩(wěn)定。

5 建議

高效沉淀池的機械設備多，能耗大，運行管理較為復雜，同時深層床纖維束濾池濾料填裝較復雜、易板結，故后期需要加強設備的運營和維護工作。

[1] 袁步先,張 瀏,鄭西強,等.城市新區(qū)初期雨水污染控制技術探討[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2015(19)：251-253.

[2] 張 敏.淺議城市初期雨水處理的措施[J].科學之友，2010(18)：39-40.

[3] 楊華仙,陳 鍵,黃慎勇.高密度沉淀池處理合流污水的工藝設計[J].西南給排水，2010，28(2)：6-8.

[4] 張萬友,周 定,王旭生,等.V型纖維濾池設計及運行[J].工業(yè)水處理，2007，27(12)：80-82.

[5] 王麗娜,王洪波,李瑩瑩,等.高密度沉淀池技術概述[J].環(huán)境科學與管理，2011，36(6)：64-66.

[6] 張淑萍.纖維濾池在關鋁熱電廠供水水處理中的應用[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟，2005，15(24)：247-248.

[7] 王美秋,信昆侖.纖維束過濾技術與均質濾料過濾技術的對比中試研究[J].中國資源綜合利用，2007，25(3)：20-22.

Preliminary rain removal efficiency of pollutants processing station

Chen Chao1Dong Zhihu2

(1.TianjinHaiheConstructionDevelopmentInvestmentCo.,Ltd,Tianjin300010,China; 2.TianjinMunicipalEngineeringDesign&ResearchInstitute,Tianjin300000,China)

The paper introduces the efficient sedimentation tank+ fiber bundle filtration pool of deep beds treatment craft,indicates the removal effect of CODCr,BOD5,TP,NH3-N of the primary rain processing stations,and proves by the result that the treatment performance is stable and the output water quality reaches the GB 18918—2002 Grade 1 B-level drainage standard ofPollutantDrainageStandardofSewageProcessingPlants.

primary rain,CODCr,BOD5,TP,NH3-N,removal efficiency

1009-6825(2016)29-0116-02

2016-08-07

陳 超(1983- )，男，助理工程師； 董志虎(1989- )，男，助理工程師

X703

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