城市污水處理裝置城市污水處理裝置
A2/O工藝是厭氧-缺氧-好氧生物脫氮除磷工藝的簡(jiǎn)稱，一般適用于要求脫氮除磷的大中型城市污水廠。下面，我們通過(guò)A2/O工藝的脫氮除磷分析，來(lái)具體了解下該工藝。
南方某城市污水處理廠采用的多點(diǎn)進(jìn)水的改良A2/O工藝，下面對(duì)該工程的運(yùn)行進(jìn)行探討，以期獲得此類污水處理廠的管理經(jīng)驗(yàn)。該污水處理廠一期規(guī)模200,000t/d，工程于2004年正式運(yùn)行。由于廠外配套管網(wǎng)尚未完善，目前該廠的處理量只有100,000t/d。該廠自運(yùn)行以來(lái)，取得了較好的脫氮除磷效果。
1. 工藝流程
2. 主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備
主要處理構(gòu)筑物及設(shè)備如表1所示。其中生化池的預(yù)缺氧段、厭氧段、缺氧段和好氧段的容積分別為：1,420m3、5,760m3、7,180m3和34,580m3。
3. 運(yùn)行效果
該廠2004年開(kāi)始正式運(yùn)行，至今運(yùn)行正常。其中，2005年1月份進(jìn)水水質(zhì)較差，故以該月的運(yùn)行結(jié)果來(lái)考察其運(yùn)行效果。該月運(yùn)行結(jié)果與設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表2所示，由此表可知，2005年1月份進(jìn)水BOD5、TN和NH4+-N均超出設(shè)計(jì)值，但仍取得較好的處理效果，出水各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，尤其總磷的去除率達(dá)84.04％，說(shuō)明多點(diǎn)進(jìn)水的改良A2/0工藝強(qiáng)化了除磷，除磷脫氮效果較好。
4. 主要運(yùn)行參數(shù)的調(diào)控
要獲得良好的脫氮除磷效果，關(guān)鍵是對(duì)工藝中生化池各脫氮除磷反應(yīng)單元的氧環(huán)境控制得當(dāng)，以滿足脫氮與除磷分別要求的缺氧/好氧和厭氧/好氧狀態(tài)，還需要對(duì)工藝的其他主要運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行控制，以取得較好的運(yùn)行效果。
(1)溶解氧
改良A2/O工藝生化池中各脫氮除磷的反應(yīng)單元的溶解氧控制是工藝控制的難點(diǎn)。
首先，預(yù)缺氧段的溶解氧控制與好氧2段的溶解氧控制存在矛盾。
為保證好氧段的硝化效果和為聚磷菌提供一個(gè)有氧環(huán)境以利于聚磷菌超量吸收磷，同時(shí)也使混合液進(jìn)入二次沉淀池后不會(huì)因?yàn)槿毖醴聪趸鴮?dǎo)致污泥上浮，一般好氧2段的DO要求在2.0mg/L以上。
但是，富含溶解氧的污泥從二次沉淀池回流至預(yù)缺氧段后會(huì)提高預(yù)缺氧段的溶解氧，抑制了預(yù)缺氧段的反硝化反應(yīng)，當(dāng)混合液進(jìn)入后續(xù)的厭氧段時(shí)，帶入的硝酸鹽和溶解氧破壞厭氧段的厭氧環(huán)境，影響聚磷菌對(duì)磷的釋放，不利于除磷。
其次，好氧2段的溶解氧控制和缺氧1段的溶解氧控制存在矛盾。
為了降低出水氨氮，需加大內(nèi)回流比，但這樣將使好氧2段中的溶解氧過(guò)多地帶入缺氧1段，從而影響了缺氧段的反硝化反應(yīng)。在工藝運(yùn)行管理中，解決生化池預(yù)缺氧段與好氧2段溶解氧控制矛盾的措施是延長(zhǎng)預(yù)缺氧段的水力停留時(shí)間。在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，預(yù)缺氧段中的溶解氧和停留時(shí)間相關(guān)，溶解氧隨著停留時(shí)間延長(zhǎng)而降低。因而通過(guò)調(diào)節(jié)進(jìn)入預(yù)缺氧段的原污水的比例，使預(yù)缺氧段的原污水進(jìn)水比例從設(shè)計(jì)的15％降至11%左右，就可以延長(zhǎng)預(yù)缺氧段的水力停留時(shí)間，從而降低溶解氧濃度。
同樣，厭氧段的原污水進(jìn)水比例也從設(shè)計(jì)的70％降至67％左右。而缺氧1段的進(jìn)水量提高至22％左右，污泥回流比保持不變，此時(shí)，關(guān)閉缺氧2段與好氧1段交接處的2根供氣支管，用以增大缺氧段容積。
為了解決好氧2段與缺氧1段溶解氧控制的矛盾，在運(yùn)行中采取在好氧2段中內(nèi)回流水池附近實(shí)行遞減供氧的措施，以減少回流水池內(nèi)的溶解氧。在運(yùn)行管理中摸索得到的較好的溶解氧調(diào)控范圍為：預(yù)缺氧段、厭氧段和缺氧段宜在0.2mg/L以下；好氧2段控制在1.0mg/L以上，好氧1段控制在2.0mg/L以上。
(2) BOD5污泥負(fù)荷
生物除磷屬高污泥負(fù)荷（F/M）、低污泥齡。這是因?yàn)榱椎娜コ峭ㄟ^(guò)排泥完成的。F/M較高時(shí)，SRT較小，剩余污泥排放量較多，因而在污泥含磷量一定的條件下，除磷量也較多。而生物硝化屬于低負(fù)荷工藝。負(fù)荷越低，硝化反應(yīng)就進(jìn)行得越充分，NH4+-N向NO3--N轉(zhuǎn)化的效率就越高。生物硝化是生物反硝化的前提，只有良好的硝化才能獲得高效而穩(wěn)定的反硝化。也就是說(shuō)，生物脫氮屬低污泥負(fù)荷系統(tǒng)。同步生物脫氮與除磷工藝所要求的污泥負(fù)荷存在矛盾。但脫氮除磷工藝可以以脫氮為重點(diǎn)，也可以以除磷為重點(diǎn)，當(dāng)然也可以兩者兼顧。在兩者兼顧時(shí)，F(xiàn)/M一般應(yīng)控制在0.1～0.15kgBOD/(kgMLVSS·d）。
該污水廠采用的改良A2/0工藝，污泥負(fù)荷（F/M）的較好運(yùn)行范圍與上述*。當(dāng)污泥負(fù)荷處在0.17～0.26kgBOD5/(kgMLVSS·d）時(shí)，就必須控制好溶解氧和污泥齡。在該范圍內(nèi)污泥負(fù)荷越高，所需要的氧供應(yīng)速率也就越高，目的是為了避免微生物在降解大量的有機(jī)物時(shí)好氧池中的溶解氧驟降而影響硝化反應(yīng)以及聚磷菌的吸磷；同時(shí)，在該污泥負(fù)荷范圍內(nèi)，要控制得當(dāng)?shù)奈勰帻g，理論上高污泥負(fù)荷需要較短的污泥齡，以排放較多的剩余污泥量，從而獲得較高的除磷量，但也可以適當(dāng)延長(zhǎng)污泥齡，以通過(guò)減少排泥提高曝氣池中的污泥濃度，降低污泥負(fù)荷。當(dāng)污泥負(fù)荷在0.17～0.26kgBOD5/(kgMLVSS·d)時(shí)，好氧2段溶解氧控制在1.0mg/L以上，污泥齡至少大于7d。
(3) 污泥齡
生物除磷需要短的污泥齡，但不能太短。而生物脫氮需要長(zhǎng)的污泥齡。同步生物脫氮除磷工藝當(dāng)以除磷為重點(diǎn)時(shí)，污泥齡一般控制在7～10d，當(dāng)以脫氮為重點(diǎn)時(shí)，污泥齡一般控制在至少8d以上，若兩者兼顧，污泥齡一般控制在8～12d。該污水廠的改良A2/O工藝運(yùn)行的較好的污泥齡范圍為6～12d。如果污泥齡處在13～15d且運(yùn)行效果不好，就該注意污泥負(fù)荷和溶解氧的控制。若是負(fù)荷過(guò)高而影響了處理效果，則不能通過(guò)減少排泥來(lái)增長(zhǎng)污泥齡以降低污泥負(fù)荷，因?yàn)?3～15d的污泥齡已經(jīng)偏長(zhǎng)且不在污泥的范圍，此時(shí)，需對(duì)供氧速率進(jìn)行調(diào)控。
(4) 內(nèi)回流比與外回流比
內(nèi)回流比與脫氮效率有關(guān)。內(nèi)回流比越大，回流至缺氧段的硝酸鹽越多，系統(tǒng)總的脫氮效率就越高，出水TN就越低。但從另一方面來(lái)看，內(nèi)回流比太高，通過(guò)內(nèi)回流自好氧段的混合液帶至缺氧段的溶解氧就多，造成缺氧段溶解氧升高，影響反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，對(duì)脫氮不利。此外，內(nèi)回流比高，回流泵的能耗也大。理論上內(nèi)回流比一般在200％～500％之間。該污水廠的運(yùn)行內(nèi)回流比采用200％，此時(shí)已達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的脫氮效率。
外回流的污泥回流至預(yù)缺氧段，回流污泥維持著生化反應(yīng)池各段的污泥濃度，從而保證生化反應(yīng)的順利進(jìn)行。當(dāng)好氧池中溶解氧不富裕時(shí)，如果外回流比R太小，會(huì)使活性污泥在二次沉淀池中的停留時(shí)間增長(zhǎng)，容易導(dǎo)致二次沉淀池內(nèi)反硝化引起污泥上浮或聚磷菌在二次沉淀池內(nèi)遇到厭氧環(huán)境引起磷的二次釋放；相反，當(dāng)好氧池中溶解氧充足時(shí)，如果外回流比R太大時(shí)，一方面回流污泥中攜帶的溶解氧增多，影響了預(yù)缺氧段和厭氧段的氧環(huán)境；另一方面，較大的外回流比縮短了污泥在厭氧段的實(shí)際停留時(shí)間，從而影響厭氧段中聚磷菌對(duì)磷的釋放。該污水A2/O工藝運(yùn)行外回流比調(diào)控范圍在45％～50％之間。
我們?cè)诜治隽薃2/O工藝的脫氮除磷后，知道A2/O工藝可以同時(shí)完成有機(jī)物的去除、硝化脫氮、磷的去除等功能。
