O工艺外加碳源的利用性研究

2018年12月安全产生某污水处理厂改良型A2/O工艺外加碳源的利用性研究赵月来贾玉柱刘玉国（光大水务（济南）有限公司，山东济南250100）摘要:以某污水厂改良型A2/O工艺进行生产性脱氮试验，通过对碳源投加量、投加点进行研究，结合DO、内回流比等进行汇总分析。数据表明:在进水COD:215-346mg/L，TN:42.6-51.5mg/L，NH3-N:32.87-40.46mg/L，TP:3.78-5.64mg/L时，通过将内回流点提前至厌氧池前端，每万吨水投加25%液体乙酸钠1.25吨时，可使其出水TN达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918－2002）一级A标准，且总体出水水质相对稳定。关键词：A2/O工艺；外加碳源；内回流；TN目前污水厂管网来水呈现出明显的“混合型城市污水”趋势，而许多工业废水含有氮素污染物[1-2]。氮素随污水进入水体，可引起水体富营养化，并衍生出一系列不良的后果。因此，氮素污染控制得到了社会各界的重视[3]。城市污水处理工艺可分物化法和生物法两大类，其中生物脱氮技术因其成本低、应用范围广等特点成为应用最广泛的污水处理工艺。传统A2/O工艺兼具脱氮除磷备受青睐，但由于固有的缺陷，以及运行控制不当，其高效脱氮一直是未解决的问题[1,4,5]。混合型城市污水高氨氮、低有机物等特点，导致进水碳氮比过低，严重破坏了生物脱氮除磷系统平衡，导致出水TN、TP无法稳定达标[6,7]。本文拟通过对污水厂改良型A2/O工艺进行优化，通过对碳源投加量、加入点等节点进行研究，使其出水TN达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918－2002）一级A标准，且总体出水水质相对稳定。1试验部分1.1试验条件试验在某改良型A2/O工艺污水厂进行，共二期建设，试验在一期进行。分别在沉砂池出口、厌氧池末端、缺氧池末端、好氧池第1、2、3廊道末端取水样，编号0#~5#。除0#水样不做处理外，其他水样沉淀10min后取上清液，过滤测定水质。监测指标包括COD、TN、NH3-N、TP等，水质监测均采用国标法。1.2试验工况以生产性试验为依托，试验周期为2017年10月-2018年9月，通过对近一年的进、出水数据进行汇总，研究确定外加碳源的投加点、加入量等参数变化对TN去除效果的影响。2结果与分析2.1工况一的运行效果保持该厂原有的改良型A2/O工艺运行模式，内回流至缺氧池前端，回流比为100%。污泥回流至选择池前端，回流比为100%。MLSS:4000-6000mg/L，生物池DO:1.00-2.50mg/L。监测结果表明:进水TN浓度41.5-49.2mg/L（均值约44.7mg/L），好氧末出水口TN:18.3-23.2mg/L（均值约20.5mg/L），不能稳定达到一级A标准，对TN的去除率51%-58%（均值约54%）。在好氧池中，TN的浓度呈缓慢上升趋势，说明在缺氧池反硝化过程中被去除的TN并没有被完全用于生物增殖或反硝化，部分仅是被微生物污泥吸附，而在好氧池曝气过程中又重新释放出来。图1工况一（不加碳源）对TN的去除效果工况一中，内回流点处于缺氧池前端，选择碳源投加点距离内回流点约一米处，目的是避免内回流带回来的DO直接消耗碳源。数据表明：生物末端DO值不高于2.50mg/L时，内回流点位的DO值在0.5mg/L内，不会破坏反硝化环境。投加碳源后，因碳源相对充足，内回流比上调至200%。该厂生物系统HRT为11.48h，为求脱氮稳定性，加药13h后取样化验。按每万吨水投加25%液体乙酸钠的量为0.5t、0.75t、1t、1.25t、2t时进行生产性试验，取样测定TN浓度，试验结果如下。图2工况一（投加碳源）对TN的去除效果552018年12月安全产生结果表明：随着碳源投加量的加大，缺氧池末端出水TN值持续下降，其中每万吨水投加1.25吨乙酸钠时，出水TN基本降到15mg/L内，TN去除率70%。但在好氧池中，TN的浓度依旧呈现出缓慢上升趋势。2.2工况二的运行效果前期试验数据表明，该厂生物除磷效果不佳，主要依靠化学药剂除磷，同时反硝化细菌在争夺碳源方面比厌氧聚磷菌占优势。综合考虑，将内回流点前移至厌氧池末端，延长反硝化脱氮的HRT。图3工况二（不加碳源）对TN的去除效果结果表明：进水TN浓度40.5-49.5mg/L（均值约46.2mg/L），好氧末出水口TN:16.4-20.3mg/L（均值约18.2mg/L），仍不能稳定达到一级A标准。对TN的去除率52%-67%（均值约60%），与工况一相比，TN去除率提高了6%。相比工况一，工况二的运行模式下，好氧池曝气过程中，TN浓度没有增加，表明通过延长反硝化时间，被微生物污泥吸附去除的TN被彻底反硝化去除。工况二将内回流点前移至厌氧池前端，内回流比上调至200%。厌氧池HRT：1.37h，为求脱氮稳定性，加药15h后取样化验。按每万吨水投加25%液体乙酸钠的量为0.5t、0.75t、1t、1.25t、1.5t、2t时进行生产性试验，取样测定TN浓度，试验结果如下。图4工况二（投加碳源）对TN的去除效果结果表明：随着碳源投加量的逐渐加大，缺氧池末端出水TN值持续下降，每万吨水投加乙酸钠的量1.25吨时，出水TN稳定达到一级A标准，TN去除率78%。与工况一不同，在好氧池曝气过程中，TN的浓度没有呈现出缓慢上升趋势。2.3稳定运行效果在工况二运行模式下，每万吨水投加1.25吨乙酸钠。污水厂稳定运行半年，进水水质：COD：215-346mg/L，TN：42.6-51.5mg/L，NH3-N：32.87-40.46mg/L，TP：3.78-5.64mg/L。出水水质：COD：17-24mg/L（均值约19mg/L），TN：9.82-17.1mg/L（均值约13.7mg/L），NH3-N：0.24-0.59mg/L（均值约0.32mg/L），TP：0.19-0.37mg/L（均值约0.26mg/L）。污水厂稳定运行时出水水质与生产性试验工况二的运行结果一致，区别仅在于个别出水TN浓度偏高，原因在于管网来水水质波动较大，存在个别异常进水时段。与工况一运行模式相比，工况二运行模式出水TN浓度能稳定达到一级A标准。3结论（1）在进水碳源不足的前提下，通过将内回流点前移至厌氧池前端，可延长反硝化细菌脱氮的HRT，出水TN的去除率提高约6%。但仍不能稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》的一级A标准。（2）工况一与工况二的运行模式下投加碳源，通过近一年的化验数据显示：工况二的运行模式下，外加碳源可被生物池反硝化细菌充分吸收利用，保证出水TN稳定达标，且出水各项指标明显低于工况一。同时碳源的吨水药耗成本相比工况一运行模式明显降低。参考文献[1]邵辉煌，李艺，郭玉梅，等.DO对AAO工艺处理效果及运行能耗的影响[J].中国给水排水，2015,15（31）:64-68.[2]姚宁波，殷成强，等.AAO污水处理工艺的运行过程及控制述评[J].环保科技，2017,23（4）:60-64.[3]吕贞，董阳，施亚东，等.A-AAO工艺回流系统控制优化研究[J].中国给水排水，2016,32(19)：36-39.[4]华光辉，张波，等.城市污水生物脱氮除磷工艺中的矛盾关系及对策[J].给水排水，2000,26(12)：1-4.[5]邹嘉乐，张生海，等.改良型AAO工艺处理城市污水的生物脱氮优化控制[J].中国给水排水，2009,25（24）：86-90.[6]刘明超，辛晓东，等.改良AAO对低C/N城市污水的脱氮除磷研究[J].水处理技术，2016,42（2）:84-87.[7]甘晓明，邢少文，等.倒置AAO污水处理工艺的特点及应用实例[J].环境工程学报，2007,1（6）:71-73.作者简介：赵月来（1986-），男，学士，工程师，研究方向为污水处理管理、技术与工艺；贾玉柱（1991-），男，硕士，研究方向为污水处理技术与工艺；刘玉国（1977-），男，本科学历，研究方向污水处理技术与工艺。56