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针对传统城市污水存在碳氮比低、生物二级处理脱氮同时TP去除效果差、二级出水TP和SS水平较高且不稳定的问题,二级出水难以稳定达到一级A排放标准,对城市污水厂二级出水进行深度处理研究。 本研究提出一种絮凝旋流沉淀工艺,对尾水进行SS去除和深度除磷。将钢渣和细砂混合,与聚合硫酸铁(PFS)联用,可提高TP的去除效率,同时可降低混凝剂投加量。小试结果表明:进水TP为2.23mg/L,钢渣和细砂质量比4∶1混合投加、PFS的投加量为6mg/L时,出水TP达0.43mg/L,去除率达80.60%,较传统化学混凝时PFS投加量节省20%~40%,TP去除率提高了17.57%,钢渣和细砂的投加对pH影响较为显著,对Zeta电位的影响较小,且钢渣和细砂可使絮体粒径降低,经SEM成像分析,钢渣和细砂絮体结构较为密实,絮体沉降性能可提高65%左右; 将絮凝旋流沉淀和与滤布滤池组合,进一步强化除磷和除SS效能,并与微絮凝-滤布滤池工艺进行对比。当钢渣和细砂与滤布组合时,短毛纤维滤布较聚酯纤维滤布和不锈钢纤维滤布在过滤性能、处理效果和反冲洗程度均具有显著优势,短毛纤维滤布连续过滤时,TP的去除率可稳定在85%以上,出水SS≤5mg/L,经过SEM成像分析,短毛纤维滤布反冲洗后絮体残留较少;在微絮凝条件下,短毛纤维滤布较聚酯纤维滤布和不锈钢纤维滤布在过滤性能、处理效果和反冲洗程度均具有显著优势,经SEM成像分析可知,短毛纤维滤布反冲洗后絮体残留较少,反冲洗较为彻底;粒径分析表明,微絮凝条件下形成絮体的粒径较小,随着搅拌时间的延长,絮体粒径增加,当搅拌时间为5mm时,微絮凝絮体粒径D90<30μm。 现场示范性研究结果表明,当示范工程进水水质为TP:0.94~1.54mg/L,SS≤30mg/L时,絮凝旋流沉淀工艺处理后出水水质可达TP:0.26~0.45mg/L,SS:5~8mg/L的水平,其对COD、TN和氨氮去除率分别为10%~25%,10%~20%和10%~20%,运行成本为0.1299~0.1484元/吨水;絮凝旋流沉淀-滤布滤池组合工艺出水TP≤0.3mg/L,SS≤5mg/L,其对COD、TN、氨氮的去除率分别为25%~35%、15%~25%、20%~35%,运行成本为0.1313元/吨水;微絮凝-滤布滤池组合工艺处理后出水TP、SS分别为0.30~0.48mg/L和4~8mg/L,对COD、TN和氨氮去除率分别为20%~30%、10%~20%和20%~30%,运行成本为0.126~0.145元/吨水,示范性研究结果表明,絮凝旋流沉淀工艺、絮凝旋流沉淀-滤布滤池组合工艺和微絮凝-滤布滤池组合工艺处理后出水水质均可稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A排放标准。