污泥回流系统的控制浅析

污泥回流系统的控制浅析林大为，张书博（揭阳市区污水处理厂，广东揭阳522000）摘要：介绍了广东省揭阳市区污水处理厂的概况及采用A2/O工艺的特点和原理。并结合该厂运行的实际情况，对于污泥回流系统的控制进行了分析探讨，根据污泥的沉降比来确定回流比、污泥龄的控制以及剩余污泥的排放量。关键词：A2/O工艺；污泥回流；回流比；剩余污泥；SRT中图分类号：引言揭阳市区污水处理厂位于揭阳经济开发试验区，总建设规模为日处理污水12万吨，首期日处理污水6万吨，设计采用A2/O工艺。运行以来，由于多种因素的影响，实际日处理污水为4万吨左右，并且进水水质浓度偏低，未达到设计值，进水浓度CODcr为70-80mg/L。根据当前的水质情况，制定了适合低浓度下的污泥回流系统。1.A2/O工艺的特点和原理A2/O工艺,是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称，称为厌氧—缺氧—好氧法，它是在厌氧—好氧除磷工艺的基础上加入缺氧池,并将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池,同时达到反硝化脱氮的目的。[1]其工艺流程如下，生物池通过曝气装置、推进器(厌氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厌氧段（包括生物选择段）、缺氧段、好氧段。在该工艺流程内，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。A2/O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由聚磷菌、反硝化菌和硝化菌组成。在厌氧段，由于厌氧条件对聚磷菌的抑制作用，促使其以溶解磷的形式释放在好氧池中富集的磷，并大量吸收挥发性有机碳源，为在好氧池中过量吸磷准备条件；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷除去；在缺氧段，反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将内循环混合液中带入的大量NO3--N和NO2--N还原为N2，并释放到空气中转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的；在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐。A2/O生物脱氮除磷系统其工艺特点是：(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和各种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。(2)在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。(3)在厌氧—缺氧—好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。(4)污泥中磷含量高，一般为2.5％以上。2.污泥回流系统的控制好氧活性污泥法的基本原理是利用活性污泥中的微生物在曝气池内对污水中的有机物进行氧化分解，由于连续流好氧活性污泥法的进水和出水是连续进行的，微生物在曝气池内的增长速度远远跟不上随着混合液从曝气池中流出的速度，如果不及时予以补充，生物处理过程就难以维持。污泥回流就是将二沉池进行泥水分离的、从曝气池中流失的污泥中的大部分重新引到厌氧池内的生物选择段，并在此被整个生化系统所重新利用，已达到曝池内的悬浮固体浓度MLSS保持相对稳定。A2/O工艺的城市污水处理厂有污泥回流和混合液回流两个回流系统。一般来说，混合液回流（也称内回流）的回流比控制在100%~600%左右。内回流比过低，回流的硝态氮浓度过低影响缺氧池的除氮效果；过高会导致缺氧池的含氧过高抑制反硝化反应的进行。因此，本厂工艺的回流比控制在100%左右，以满足生化系统的需要。另外，污泥回流系统的控制是影响污水处理中最重要和最关键的因素。污泥回流系统主要包括污泥回流及剩余污泥的排放。在污泥回流系统的控制中，为了实现污泥回流浓度及曝气池混合液污泥浓度的相对稳定和操作管理方便，应该把握好污泥回流比和剩余污泥排放量这两个最关键的工艺参数。2.1污泥回流比的控制污泥回流比是污泥回流量与曝气池进水量的比值。正确地控制回流比是使系统保持良好状态达到最佳处理效果的最重要因素之一。揭阳市区污水处理厂运行1年多来，经过反复摸索和调整。认识到，当入流水质水量变化较大时，需随时调整回流比。根据本厂的工艺设计，污水在生化段中一般停留8.5h，而调整回流比后，需要在几个小时之后才能反应出来。因此通过调节回流比，无法适应污水水质水量的随时变化，一般保持回流比恒定。在入流水质波动不大的情况下，保持相对稳定的回流比R。可以保持MLSS、F/M以及二沉池内泥位基本不变，而且均不随人流水量的变化而变化，从而可以保证系统相对稳定的处理效果。如何确定最佳回流比的确定成为关键，本厂采用的A2/O工艺，由于活性污泥得沉降性能相对较好，因此采用污泥的最低沉降比(SVX)来确定回流比是一种效果较好的办法。污泥沉降比测定比较简单、迅速，具有较强的操作性。当污泥在二沉池内沉降至最大浓度时使其回流，既可确保混合液在二沉池内良好的泥水分离、避免发生反硝化和磷的二次释放，又可保证回流污泥的浓度最大、避免将过量的NO3--N带至厌氧段而影响除磷效果。通过对污泥的沉降实验，可以得到解决该污泥的沉降曲线，曲线拐点处对应的值即为最低沉降比(SVX)。根据回流比与沉降比的关系可以计算此时系统的最佳回流比R=SVx(100一SVx)用这种方法确定回流比来控制污泥回流。对于本厂的进水F/M较低的情况，最佳的回流比R确定在0.25左右，能确保很好的回流效果，并可使污泥在二沉池内停留时间较短，且回流污泥浓度较高。2.2剩余污泥排放量的控制剩余污泥活性污泥的排放量直接影响处理效果。如何有效地控制排泥量，是污水处理厂运行管理中的一个重要环节。可以根据以下方法进行控制：（1）污泥龄控制：对于曝气池进水量和有机物浓度波动较小，可以只用曝气池混合液污泥量来计算剩余污泥排放量，即：剩余污泥排放量=曝气池混合液污泥量/（泥龄×回流污泥浓度）-二沉池出水泥量（2）污泥浓度控制：曝气池内混合液污泥浓度一般都有个最佳值，如果高于此值，必须及时排泥。计算公式如下：剩余污泥排放量=曝气池内混合液浓度与理想浓度之差×曝气池容积/回流污泥浓度（3）污泥负荷控制：按照曝气池内污泥量不变的原则，根据污泥负荷计算污泥的产量，并将新产生的污泥全部从系统中排放出去。剩余污泥排放量=（曝气池内混合液污泥量-进水BOD5量/污泥负荷）/回流污泥浓度（4）污泥沉降比控制：当测得污泥沉降比SV增大后，可能是污泥浓度增加所致，也可能是污泥的沉降性能变差所致，不管哪种情况都应该及时排除剩余污泥，保证SV的相对稳定，实践证明，对以脱氮除磷为重点的的城市污水来说，用污泥龄(SRT)控制剩余污泥排放量(Q)是一种较理想的方法。由于A2/O工艺的特点的影响，在好氧段，因自氧型硝化菌的增殖速度比异氧型好氧菌的最小增殖速度还要小得多，因此，要使硝化菌存活并成为优势菌群，则要求污泥龄要长些，污泥龄一般为20～30d为宜。然而A2/O工艺除磷主要是通过含高磷的剩余污泥的外排，过长时间得泥龄会造成磷在污泥中的重新释放，大大降低了除磷的效果。结合两方面的因素影响，A2/O工艺的污泥龄一般在15~20天。本厂先后对比了各污泥龄条件下对于水质处理的效果，发现在相对于F/M较低的情况下，20天的处理效果更为明显，CODcr去除率达到75%以上。从上述关系中，可以确定剩余污泥排放量。采用此种方法控制剩余污泥的排放量要时刻参考系统的其他工艺运行参数。除了依靠管理人员计算得到运行参数外，还需要操作人员经常巡视、观察，必要时作出调整。在调节参数的过程中，宜逐渐改变数值，以确保系统良好的处理效果。结语：运行以来，通过调整污泥回流系统来处理相对较低浓度的城镇污水效果比较好，在实际的工艺控制及调整中，我们还要重点考虑环境的影响，并且密切监测污水水质的变化及各项工艺运行指标，对工艺进行及时、正确的调整，使系统的处理效果始终处于最佳状态，保持污水处理系统的长期稳定。参考文献：[1]杨云龙，闫鸿远.A2/O脱氮除磷工艺[J].山西建筑,2004,22(30):85-86.