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改良A2/O工艺在污水处理厂中的应用李绍秀1谢晖1郭玉2(1广东工业大学建设学院,广州510640;2广州市京水水务有限公司,广州510385)摘要设计规模为20万m3/d的污水处理厂采用多点进水的改良A2/O工艺,通过对该厂各处理单元的介绍及运行分析,表明该厂工艺设计较合理,在运行中根据具体实际情况采取有效的应对措施,取得了较好的运行效果,出水水质达到设计要求,而且生物除磷效果好。关键词城市污水改良A2/O工艺脱氮除磷1工程概况南方某污水处理厂一期工程设计规模为20万m3/d,占地11.3hm2。采用具有较好脱氮除磷功能的改良A2/O工艺。由于厂外配套的污水管道系统尚未完善,目前日处理量仅为10万m3左右。该厂自投产以来运行效果良好。2设计水质及工艺流程该污水处理厂设计进、出水水质见表1,工艺流程见图1。3主要构筑物及设备参数3.1格栅在提升泵房前采用粗、细两道格栅。粗格栅为人工清渣,栅距50mm。一期工程安装2台阶梯式细格栅,阶梯高度约为30mm,栅距6mm。3.2沉砂池采用涡流沉砂池,2座,每座池的直径7.3m,深6m,处理水量为13万m3/d。3.3生化反应池2组,每组池有3条推流式的廊道,其中第一条廊道由预缺氧段、厌氧段及缺氧段组成,其中缺氧段沿水流方向分为缺氧1段和缺氧2段,第二条和第三条廊道分别为好氧1段和好氧2段。约15%从沉砂池流出的污水与从二沉池流出的回流活性污泥在预缺氧段混合,混合液由1台水下搅拌器搅拌以保持悬浮状态。随后,混合液由预缺氧段进入厌氧段,在此与约70%的从沉砂池过来的污水混合。厌氧段内有3台水下搅拌器进行搅拌。然后,厌氧段的混合液流入缺氧段,同时,沉砂池出水的15%也进入缺氧段,与从好氧2段回流过来的富含硝酸盐的混合液混合。缺氧段内有4台水下搅拌器。最后,缺氧段的混合液推流进入好氧段。好氧段采用微孔膜式曝气器曝气。在好氧段内完成硝化反应的混合液被回流水池内的4台低扬程的螺旋式潜水搅拌器从好氧2段回流至缺氧段中。2组生化反应池并列运行,共用1条活性污泥回流渠道。生化池的设计参数及其各单元的有效容积分别见表2和表3。3.4二沉池设计流量26万m3/d,采用中心进水周边出水的辐流式沉淀池,4座,单池直径50m,周边处水深6m,池底坡度2%。3.5紫外线消毒一期安装1组紫外消毒灯,与一期最高水量26万m3/d相适应。采用中压紫外灯。200个紫外灯分两排安装在一个明渠内,每排100个紫外灯,5对模块,每模块有10个灯管。渠道上游水深2585mm,下游水深1976mm。大肠菌群的杀灭率高达99.17%,自运行以来消毒后出水中大肠菌群数总是在700个/L以下,大多数时间为200个/L左右。3.6污泥浓缩脱水机采用3台PDXL300带式浓缩脱水一体机,2用1备。浓缩后含固率为5%~8%的污泥经脱水后含固率提高到15%~20%。4运行效果及讨论4.1运行效果该厂2004年4~8月试运行及正常运行后水质最差的1个月(2005年1月)运行的结果见表4。从表中可看出,污水处理厂在水质最差时都能取得较好的处理效果。除了TN的去除率为57.88%之外,其他指标的去除率均在80%以上,出水水质均能满足设计要求,说明该改良的A2/O工艺具有较好的脱氮除磷功能。4.2讨论(1)该污水处理厂采用改良A2/O工艺,在厌氧段前增加了预缺氧段,克服了传统A2/O工艺的固有弊端。在预缺氧段,微生物利用从沉砂池输送过来的15%的污水提供的碳源,对来自二沉池的回流污泥中的硝酸盐进行反硝化,将NO-3—N还原成N2,消除了回流污泥中硝酸盐对后续厌氧段聚磷菌释磷的干扰,从而保证了除磷效果。该污水厂的实际运行结果已表明,改良A2/O工艺取得了较高的生物除磷效率。有时进水TP在10mg/L以上,磷的去除率仍能保持在80%以上,表明该系统生物除磷的稳定性比较好。(2)该改良A2/O工艺采用了多点进水方式,为脱氮与除磷提供了充足的碳源,保证了脱氮除磷的效果。经过预处理的污水除了15%进入预缺氧段外,尚有70%的污水直接进入厌氧段,为聚磷菌的释磷提供碳源。而余下的15%的污水直接进入缺氧段(如图1所示),为反硝化菌对内回流的硝态氮进行反硝化提供碳源,解决了传统A2/O工艺缺氧段碳源不足的问题。多点进水的流量分配比例要根据实际的污水水质计算求得。为满足除磷要求的C/P比,该污水处理厂直接进入厌氧段的污水比例在50%~70%之间调整。另外,由于该厂服务地域的污水水质浓度偏低,所以设计时不设初沉池,污水经过沉砂池后直接进入生化池,提高了污水进入生化池的有机物浓度,从而保证脱氮除磷所需的碳源。(3)该工艺对NH3-N的去除率很高,但总氮去除率不高,说明了硝化作用好,而反硝化作用不好。原因之一是缺氧段的容积偏小影响反硝化的效率。为了提高反硝化效率,在实际运行中将部分好氧段改为缺氧段,增大缺氧段的容积,从而使反硝化更完全。5工艺控制措施、存在的问题与对策(1)工艺运行中发现,污泥负荷的较好运行范围为0.1~0.15kgBOD5/(kgMLVSS·d)。在污泥负荷处为0.17~0.26kgBOD5/(kgMLVSS·d)时要适当地控制溶解氧和污泥龄。在此范围,负荷越高所需要的溶解氧就越高,这是为了避免微生物在降解大量的有机物时好氧段中的溶解氧骤降而影响脱氮除磷的效果。此外,在该负荷范围,可以适当延长污泥龄,因为长污泥龄即减少排泥是增加曝气池中污泥浓度的一个有效的途径,同时降低了污泥负荷。污泥负荷处在0.17~0.26kgBOD5/(kgMLVSS·d)的范围内时,好氧2段溶解氧最好控制在1mg/L以上,污泥龄大于7d。污泥负荷高于0.26kgBOD5/(kgMLVSS·d)时,对脱氮不利,如高达0.33kgBOD5/(kgMLVSS·d)时,出水TN和NH3-N浓度明显提高,超出设计的出水要求,但除磷效果仍然较好。这是因为,硝化和反硝化需要低污泥负荷,而除磷需要高污泥负荷,这是同步生物脱氮除磷存在的矛盾。(2)改良A2/O工艺中各生化池的溶解氧控制是保证脱氮除磷效果的关键。运行中预缺氧段、厌氧段和缺氧段溶解氧宜分别控制在0.2mg/L以下。由于预缺氧段的溶解氧受回流污泥中溶解氧的影响,因而要求好氧2段溶解氧不能太高,控制在1mg/L以上为宜。缺氧段的溶解氧主要取决于好氧2段的溶解氧和内回流比,该工艺的内回流比控制在200%,对好氧2段溶解氧的控制是通过在回流水池附近实行递减供氧。而为保证硝化效果和聚磷菌的超量吸磷以及BOD的去除,好氧1段的溶解氧控制宜在2mg/L以上。(3)该污水处理厂污泥处理没有设置浓缩池,剩余污泥直接通过浓缩脱水一体机处理,避免了污泥在浓缩池中停留时释磷,从而防止了磷随浓缩池上清液回流到污水处理系统。(4)该污水处理厂在脱氮除磷工艺设计上考虑得比较周到,例如,从生化池到二沉池的渠道较长,设计时在该渠道中曝气,保持混合液中的溶解氧浓度,避免了混合液的污泥在输送过程中或在二沉池中因厌氧而释放磷,影响磷的去除效果。(5)曝气供气管的冷凝水排除管设计有缺陷,导致冷凝水不能排出,减小了供气管的截面积,使通气量不足。在运行时通过打开供气管末端的放水阀门,利用供气管的压力把管内冷凝水排出予以解决。6结语该污水处理厂采用多点进水改良的A2/O工艺取得了较好的脱氮除磷效果,说明了在传统A2/O工艺厌氧池前增加预缺氧池,而且经过预处理的污水多点分配进入生化池,可以改善生物脱氮除磷效果,尤其强化了生物除磷。该厂除磷效果稳定。在运行中根据具体实际情况采取了许多有效的调整措施,保证了出水水质达标。多点进水改良的A2/O工艺在该污水处理厂的应用是比较成功的。