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改良AAO工艺处理低浓度污水出水总磷的优化控制-李艳红摘要：针对AAO处理低浓度城市污水出现出水总磷不稳定，经常超标的现象，探讨分析了其主要原因和对策。分析结果表明，二沉池底部污泥停留时间过长，导致磷厌氧释放；脱泥车间脱泥不均匀，总磷没有及时以剩余污泥形式排出去；进水量不足且浓度偏低，生化池缺少碳源是出水总磷超标的主要原因。通过对污泥龄、污泥回流比、MLSS、溶解氧等几个关键工艺参数的调试控制，优化了工艺参数的各个指标，最终实现了总磷达标的排放目标。关键词：低浓度污水；AAO工艺；出水总磷；优化控制中图分类号：[R123.3]文献标识码：A文章编号：引言：青山湖污水处理厂是湖北省第一座城市污水处理厂，占地75.25亩，2005年改扩建投产的改良A2/O新工艺设计处理能力为2.5万吨/日，项目总投资4308万元，于2007年7月建成投产，出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准要求。由于该厂服务片区是老城区，城市污水收集管网系统陈旧，污水收集率低，大部分采用合流制，且南方雨水较多，地下水渗漏，导致进水浓度偏低和水量均匀，导致工艺不能完全正常运行，出水总磷效果控制不稳定。如何有效的控制工艺参数，实现总磷稳定达标排放问题成为青山湖污水厂运行管理的新目标。1.2工艺流程及主要设计参数青山湖污水厂工艺流程如图所示2运行状况及存在的问题2.1运行状况青山湖污水处理厂自2007年7月运行以来，通过对工艺系统的优化及运行参数的调试控制，出水水质一直就达到出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准要求。但是自2010年实行城区实施雨污水管网分流改造，进水浓度有所提升，但是污水厂进水量显著下降，日均进水量仅1.7～1.8万吨，而且晴天雨天波动性很大，工艺不能完全正常运行，尤其是出水总磷经常出现超标现象。2.2存在问题及对策根据青山湖污水处理厂的实际运行数据分析污水厂进水浓度虽然偏低，但可生化性极其良好，基本没无高浓度工业废水，进水总污染物浓度较设计值低很多。仔细观察二沉池出水堰，水质有些浑浊，藻类繁殖较快，出水夹杂少许污泥小颗粒，水质透明度很低，偶尔可见成团的污泥絮凝体上浮现象。加上日常生产应对晴雨天进水负荷波动性的应变能力不足，出水总磷0.3-1.5mg/L之间，波动性大，很不稳定。我们分三阶段对青山湖污水厂进行了分析调试。3.1第一阶段青山湖污水处理厂在运行时，为降低出水总磷，首先加大了剩余污泥排放量，减少剩余污泥在二沉池的停留时间，缩短泥龄至6-9d（详见下表4）。污泥浓度MLSS从2011年1-6月平均值3000-3800mg/L下降至2011年7月-2012年6月MLSS1700-2500mg/L。经检测，短期降低出水总磷值0.2-0.35mg/左右，二沉池上浮污泥也减少，但是出水仍然伴随少许颗粒物，出水透明度较低，藻类繁殖很快，稳定总磷出水浓度效果不明显。理论上按照青山湖厂实际的进水量均值Q=1.7-1.8万吨/日，进水浓度均值COD=154mg/L，BOD=78mg/L，综合考虑南方环境实际参数，每万吨水均产泥量约2.5-3.5吨[1]，而青山湖污水厂实际排泥量最高达390吨/月，最低145吨/月，每万吨水最高6.5吨/日，最低2.4吨/日，每月的总剩余污泥量从数值上加大了，但是从微生物的好氧呼吸理化新陈代谢角度分析，聚磷菌吸收的总磷并未按规律以剩余污泥式排出。所以生产上必须参照微生物新陈代谢产生的剩余污泥量，定时、定量的排放剩余污泥量。3.2第二阶段为了深入探讨解决青山湖厂的总磷出水不稳定问题，再从其他方面深入探讨分析降低出水总磷问题。在没有改供氧动力情况下，污水厂污泥浓度从均值3100mg/L降低至均2200mg/L时，曝气池溶解氧均值从1.8mg/L上升至2.3mg/L。所以，污泥浓度适当降低有利于增强曝气池转跌的充氧效率[2]，更有利于硝化反应，氨氮值最低0.5mg/L。但是过高溶解氧量可能导致污泥过氧化解体，不利于菌胶团的形成，能耗不经济。因此，将污泥浓度控制在1900-2400mg/L，供氧效率最高。其次，灵活调节回流比，将回流比维持在较高的30-70%之间，减少污泥在二沉池停留时间，增加前池污泥负荷，有利于厌氧释放磷，但是回流比不能过高，注意控制厌氧池的溶解氧，维持在0.3mg/L以下，最高不超过0.5mg/L，过高不利于聚磷菌厌氧释放磷，而且要回流厌氧池的硝酸盐也容易干扰聚磷菌的厌氧释放。同时，适当逐渐增加曝气池尾端转跌转速，提高二沉池溶解氧量，防止底部污泥厌氧释放磷，及时人工清除二沉池的藻类，观察二沉池出水水质透明度也显著变化，透明度有所提高。3.3第三阶段从第一、第二阶段控制污泥浓度和溶解氧含量可知：将污泥浓度控制在1900-2400mg/L，溶解氧含量控制在1.9-2.3mg/L，氨氮从平均值10mg/L下降至平均2.5-4.0mg/L，总磷控制在0.15-0.6mg/L。当污泥浓度达2800mg/L以上时，在不增加供氧量情况下，曝气池溶解氧含量明显降低，氨氮值也显著升高，甚至超标。但是总磷却却因污泥浓度过高，厌氧释放磷彻底，曝气池吸磷效果好，去除率率极高，最低值达0.06mg/L，阻碍了硝化反应。当污泥浓度低于2000mg/L以下，最低达1600mg/L时，出水氨氮值有所下降，但是总磷又明显上升，甚至超标。从污水厂试剂运行的数据分析，2011年7-9月份。由于排泥较多，污泥浓度降至1600mg/，总磷最易超标，且超标次数最多，当月总磷均值也明显较往常高出很多，达0.93mg/L，因此保证的一定污泥浓度可以保证有效除磷效率。在进水总氮均值20mg/L，出水10mg/L以下的情况下，适当降低内回流，降低硝化能力，不仅有助于提高缺氧池的反硝化能力，也减少了回流至厌氧池的硝酸盐含量，避免过高硝酸盐浓度抑制聚磷菌释放磷。同时，脱泥车间的剩余污泥直接从二沉池抽送，贮泥池最长浓缩时间不超过6小时，尽量避免长时间浓缩导致厌氧磷元素释放[3]，污泥浓缩之后的滤液循环至前池进水口，并没有随剩余污泥排处整个系统之外去，又循环至进水前池，反而增高进水总磷负荷。正常情况下，采用生物除磷工艺的剩余污泥中磷含量为4%-6%[4]。必要时，实施工程措施，将30-60%回流液直接回流至缺氧池，并合理化剩余污泥的抽送，早上开始脱泥前6-8小时开始将剩余污泥抽送至贮泥池浓缩；在不脱泥情况下，将回流比尽量调至30-70%，防止剩余污泥在二沉池厌氧释放，开始抽送脱泥时再调节回流比降低。污水厂进水可溶性磷占总磷70%-95%，调节好工艺参数，经改良AAO工艺生物除磷处理低浓度生活污水，出水水质可以满足到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准要求，甚至一级A标准。向二沉池或前池投加PAM，采用化学除磷的方法，可以简化工艺操作程序，控制出水总磷指标，但是铝、铁盐影响硝化和反硝化过程，剩余污泥量大，提高脱泥车间能耗指标，而且铝盐和铁盐的长期富集作用抑制生物除磷，不利于整个生物脱氮除磷工艺，短期内预备采用化学方法除磷应对污水厂的应急措施比较好[5]。4结论城市污水处理厂实际运行中，由于进水量、浓度波动性客观和实际运行管理主管原因，仅仅采用传统的活性污泥法生物脱氮除磷工艺本身就存在脱氮除磷方面的平衡矛盾。但是青山湖污水处理厂通过深入的调查调试，脱泥车间定时、定量，科学化脱泥；细化控制好曝气池污泥浓度和溶解氧、污泥回流比和二沉池溶解氧、克服了生物脱氮除磷工作上的一些不足问题，优化了工艺的各个参数，将出水总磷长期稳定在较低值。参考文献：[1]王洪臣.城市污水处理厂运行控制与维护管理[M].北京，科学技术出版社，1997.[2]郑兴灿，李亚新.污水除磷脱氮技术[M].北京，中国建筑工业出版社，1998.[3]李圭白，张杰.水质工程学[M].北京，中国建筑工业出版社，2005.[4吴昌永，彭永臻，彭秩.AAO工艺的反硝化除磷特征研究[J].中国给水排水，2008,24(15):49-51[5]夏宏生，向欣.废水除磷技术及进展分析[J].广东，环境科学与管理，2006.