我国重点流域106座城市污水处理厂污泥产率调研

时间：2018-07-30 09:55

来源：中国给水排水

作者：王磊

导语：污泥产量可根据经验污泥产率（即万吨污水产生的绝干污泥量）和污水处理量进行计算，其关键在于计算参数的选择,选择不当极易产生显著的偏差。然而，我国在污泥产率方面的研究较少，积累的污泥产率数据不多，难以为设计提供有效的支持与指导。对我国重点流域具有代表性的城镇污水处理厂（11座城市106座典型污水处理厂）污泥产量进行了调研，全面分析了经验污泥产率的整体特征、地域差异、季节波动、工艺差异和规模差异等。结果表明，调研范围内污水处理厂污泥产率平均值为1.62tDS/万m³，其中合肥、昆明和天津污泥产率相对较低，其余城市污泥产率较高。不同月份污泥产率波动较大，且呈现出了显著的季节规律性，冬季和春季污泥产率较高，夏季和秋季污泥产率相对较低。采用AAO/AO和氧化沟工艺的污水处理厂污泥产率显著高于采用SBR和MBR工艺的污水处理厂，出水执行一级A和一级B标准的污水处理厂污泥产率高于执行二级标准的污水处理厂，规模较大的污水处理厂污泥产率低于规模较小的污水处理厂。

1 研究方法

本研究调研时间跨度为2012年1月至2014年12月，调研范围覆盖太湖、巢湖、海河、辽河、滇池和三峡库区及上游等6大流域，包括上海、常州、嘉兴、太仓、无锡、合肥、天津、唐山、赤峰、昆明、重庆等11座城市的106座城镇污水处理厂（见表1），总设计污水处理能力为1519万m³/d，实际污水处理能力1264万m³/d，污泥年产生量为313万吨（含水率80%），污水处理能力和污泥产量均达到全国总量的10%。污水水量、污水水质、污泥产量和污泥含水率等数据均来自所调研污水处理厂的运行日报表。

表1 调研范围内污水处理厂分布

经验污泥产率采用公式（1）进行计算。

其中，Y——经验污泥产率，tDS/万m³；M——脱水污泥产量，t/d；ω——脱水污泥含水率，%；Q——污水处理量，万m³/d。

2 结果与分析

2.1 整体特征

调研范围内106座污水处理厂经验污泥产率分布特征见图1，经验污泥产率平均值为1.62tDS/万m³，其中80%置信区间内污水处理厂经验污泥产率为0.91~2.41tDS/万m³，平均值为1.57tDS/万m³，不同厂污泥产率差异较大。

图1 污泥产率分布特征

不同污水处理厂进水中污染物浓度差异较大，以万吨污水产泥量核算的经验污泥产率，在不同厂间进行比较时具有一定局限性。因此，本研究进一步分析了去除单位质量BOD5产生的污泥量（简称“BOD5污泥产率”），其分布特征见图2。BOD5污泥产率平均值为1.34kgDS/kgBOD5，其中80%置信区间内污水处理厂BOD5污泥产率为0.64~2.17kgDS/kgBOD5，平均为1.28kgDS/kgBOD5。

图2 BOD5污泥产率分布特征

2.2 地域差异

调研范围中的11座城市的平均污泥产率分布特征见图3。合肥、昆明、天津等3座城市经验污泥产率相对较低，平均值均不超过1.50tDS/万m³；其余城市经验污泥产率相对较高，平均值为1.65~1.92tDS/万m³。造成不同城市污泥产率差异的主要原因为进水水质（有机物含量、悬浮固体含量）的不同，影响进水水质的因素包括：排水体制、管网破损程度、工业废水排放、气候特征等。

图3 不同城市污泥产率

2.3 季节波动

调研范围中的106座污水处理厂，2014年最大月与最小月污泥产率比值分布特征见图4，不同月份污泥产率波动较大，最大月与最小月污泥产率比值的平均值为2.92，其中80%置信区间内最大月与最小月污泥产率的比值为1.57~4.71，平均值为2.54。

图4 污泥产率变化系数分布

大部分进水以生活污水为主的污水处理厂，污泥产率均呈现出了显著的季节规律性，冬季（12月~2月）和春季（3月~5月）污泥产率较高，夏季（6月~8月）和秋季（9月~11月）污泥产率相对较低。其中，春季污泥产率最高，平均值约为1.79tDS/万m³；秋季污泥产率最低，平均值约为1.52tDS/万m³，春季污泥产率比秋季高出了20%。

污泥是污水处理过程中伴随产生的副产物，主要来自于两方面：①污水中悬浮固体的吸附沉淀作用；②微生物降解有机物过程中自身的增殖作用。经验污泥产率受诸多因素综合影响，其中最主要的影响因素为污水处理厂进水水质（悬浮固体含量和有机物含量等）和生物处理系统运行条件（温度、污泥龄、有机负荷等）。一方面，我国大部分进水以生活污水为主的污水处理厂，进水SS和BOD5具有显著的季节规律性，冬春季节进水SS和BOD5浓度较高，而夏秋季节进水SS和BOD5较低，这可能是污泥产率呈现季节性波动的主要原因。另一方面，污泥产率与水温呈负相关性，我国大部分区域四季分明，温度季节变化显著，污泥产率伴随温度相应发生变化，这可能是污泥产率呈现出季节规律性的另一原因。

2.4 处理工艺

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编辑：赵凡