改良A2O工藝影響因素運(yùn)行優(yōu)化與工程應(yīng)用

1、改良A2/O工藝影響因素運(yùn)行優(yōu)化與工程應(yīng)用1任俊秋 2張勇 2李凌云 2吳華德（1唐山城市排水有限公司 河北 0630002機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司 北京 100044）摘 要：針對現(xiàn)有A2/O工藝存在的問題，在優(yōu)化碳源分配、回流比、溶解氧、 厭氧池、缺氧池和好氧池的溶積比例和污泥齡五因素的基礎(chǔ)上，提出相應(yīng)的調(diào)控措施，關(guān)鍵參數(shù)具有可調(diào)性，運(yùn)行過程中及時根據(jù)進(jìn)水情況和工藝狀態(tài)對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)脫氮除磷雙達(dá)標(biāo)。 關(guān)鍵詞：溶解氧；多點(diǎn)進(jìn)水；A2/O工藝；脫氨除磷；工程應(yīng)用一、概述A2/O是Anaeroxic-Anoxic-Oxic的英文縮寫，A2/O生物脫氮除磷工藝是傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物硝化

2、及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。生化反應(yīng)池通過曝氣裝置、推進(jìn)器(厭氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厭氧段、缺氧段、好氧段1-2。 為了克服A/O工藝不完全脫氮的不足，1976年由Barnard 、Rabinowitz和Marais等人對Phoredox工藝的研究中，、提出了3階段Phoredox工藝，即A2/O 工藝34。目前，我國有很多A/O工藝和傳統(tǒng)工藝可改造為A2/O工藝，但是現(xiàn)有A2/O工藝普遍不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。主要是因?yàn)檫M(jìn)水水質(zhì)、水量具有周期性的變化，而工藝調(diào)控缺乏相應(yīng)的變化手段?，F(xiàn)有的A2/O污水處理工藝存在碳源競爭（脫氮和除磷對碳源的競爭）、污泥齡矛盾（脫氮和除磷要求的泥齡不

3、同）、回流攜帶硝態(tài)氮和溶解氧等問題5、6。解決脫氮除磷問題需要從處理工藝的全局出發(fā)，設(shè)計系統(tǒng)的方案。污泥齡、溶解氧水平、碳源及其分配、缺氧/厭氧/好氧三段比例、內(nèi)外回流比這五個因子是影響生物脫氮除磷效率的關(guān)鍵因素，五個因素在一定的工藝條件范圍內(nèi)同時滿足釋磷、反硝化、吸磷、硝化四個生化過程的需要，在工程設(shè)計上必須具有可以調(diào)節(jié)的措施，在運(yùn)行過程中及時根據(jù)進(jìn)水情況和相應(yīng)的工藝狀態(tài)對運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，努力創(chuàng)造在一個系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)脫氮除磷雙達(dá)標(biāo)的工藝條件，將脫氮除磷這一矛盾通過運(yùn)行調(diào)控予以解決，最終使其出水可以穩(wěn)定達(dá)到GB189182002規(guī)定的一級B標(biāo)準(zhǔn)，部分條件下可達(dá)到一級A標(biāo)準(zhǔn)7、8。二、五因素運(yùn)行優(yōu)

4、化措施根據(jù)實(shí)際工況，對碳源、回流比、厭氧、缺氧及好氧區(qū)比例、溶解氧和泥齡五個影響因素進(jìn)行調(diào)節(jié)，在工藝設(shè)計時考慮具有可調(diào)性。具體調(diào)節(jié)措施如下：1、碳源分配。采用多點(diǎn)進(jìn)水，通過進(jìn)水渠道的布置及進(jìn)水點(diǎn)的可調(diào)性調(diào)整進(jìn)水量和各區(qū)的分配。2、回流比可調(diào)。內(nèi)回流比通過設(shè)置多臺泵實(shí)現(xiàn)多級可調(diào)，調(diào)整范圍為進(jìn)水量的50%-400%；外回流比通過設(shè)置變頻泵（流量為進(jìn)水量的25%-100%）和兩臺大泵（流量為進(jìn)水量的100%）實(shí)現(xiàn)，調(diào)整范圍為進(jìn)水量的25%-300%。 1 3、厭氧、缺氧及好氧區(qū)各段的比例可調(diào)。進(jìn)行水下移動式隔墻的研究與設(shè)計，相應(yīng)考慮潛水?dāng)嚢杵鞯囊苿?。移動式隔墻分為兩種不同型式，一種用于厭氧/缺氧段；

5、另一種用于缺氧或厭氧與好氧段。隔墻可跨過池底部曝氣頭而移動。隔墻和攪拌器移動距離為沿池長方向±10m的范圍。厭氧段水力停留時間（HT）的調(diào)整范圍為0.5-2小時，缺氧段HT的調(diào)整范圍為2-6小時，好氧段HT的調(diào)整范圍為4-12小時。4、溶解氧可調(diào)。通過曝氣方式與設(shè)備的選用，并結(jié)合不同的水深對曝氣器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計；單級高速離心風(fēng)機(jī)可實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)導(dǎo)葉片和風(fēng)機(jī)葉片角度，從而實(shí)現(xiàn)高效率、低損耗的調(diào)控風(fēng)量功能。5、污泥齡可調(diào)。通過剩余污泥泵的調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。采用變頻泵，通過變頻器改變電機(jī)工作頻率或通過電動閥控制開停，實(shí)現(xiàn)剩余污泥量的調(diào)節(jié)。調(diào)整范圍為3-25天。通過以上措施，能夠及時地將污水處理主要的五個

6、影響因素：泥齡、好氧池的溶解氧濃度、厭氧池和缺氧池的碳源補(bǔ)充量、污水處理過程中污水、污泥的回流量和厭氧池、缺氧池及好氧池的池容比例，調(diào)整在合理的狀態(tài)，從而保證整個生處理過程適時地維持在最佳的狀態(tài)，使污水處理得到最好的效果。三、唐山市唐海縣污水處理廠工程應(yīng)用1、河北省唐海縣污水處理廠背景情況河北省唐?？h污水處理廠，由唐山城市排水有限公司投資，采用BOT模式建設(shè)，由機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司負(fù)責(zé)工程設(shè)計和成套設(shè)備的供應(yīng)。工程總投資4200萬元，其中A2/O成套設(shè)備投資780萬元，廠址位于河北省唐山市唐?？h陰陽村，占地面積64.66公頃(見圖1)。圖1 唐?？h污水處理廠2、河北省唐?？h污水處理廠工程設(shè)

7、計技術(shù)要點(diǎn)唐海縣污水處理廠工程處理規(guī)模為2萬噸/天，采用改良的A2/O工藝，在厭氧池前設(shè)一個預(yù)脫氧池。圖2為其工藝流程圖。 2 圖2 河北省唐?？h污水處理廠工藝流程圖（1）預(yù)脫氧池污水經(jīng)預(yù)處理后直接進(jìn)入生化系統(tǒng)，其中一部分污水與二沉池回流污泥進(jìn)入預(yù)脫氧池，反硝化菌在該池中利用污水中的有機(jī)物進(jìn)行反硝化，去除回流污泥中的硝酸鹽，降低硝態(tài)氮對后段厭氧釋磷的不利影響，保證除磷效果。（2）厭氧池在厭氧池中，經(jīng)過脫除硝酸鹽的回流污泥與部分進(jìn)水混合，聚磷菌吸收污水中的小分子有機(jī)物合成聚羥基丁酸（PHB）并儲存在細(xì)胞內(nèi)，同時將細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽水解成正磷酸鹽，釋放到水中。（3）缺氧池在缺氧池中，部分進(jìn)水與好氧池

8、回流混合液混合，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物和回流混合液中的硝酸鹽進(jìn)行反硝化脫氮。（4）好氧池在好氧池中，聚磷菌主要是靠分解體內(nèi)儲存的PHB來獲得能量供自身生長繁殖，同時超量吸收水中的溶解性磷以聚磷酸鹽的形式儲存在體內(nèi)；微生物利用有機(jī)污染物和氧進(jìn)行自身的生長繁殖與新陳代謝，去除碳源污染物質(zhì)；硝化菌利用氧進(jìn)行硝化作用，將污水中的NH3-N轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮。懸掛鏈移動節(jié)能曝氣技術(shù)的曝氣鏈附近為好氧段，兩條曝氣鏈之間為缺氧段，形成多個好氧段和缺氧段（簡稱多級A/O），在好氧段進(jìn)行NH3-N硝化，在缺氧段進(jìn)行硝態(tài)氮反硝化，從而在曝氣池中實(shí)現(xiàn)了同時硝化反硝化脫氮。懸掛鏈曝氣設(shè)備氧利用率高，可達(dá)到30%，比一般

9、微孔膜片曝氣器20%的氧利用率高出50%，節(jié)省曝氣量，減少了鼓風(fēng)機(jī)的耗電量。（5）二沉池 3 在二沉池中，含磷高的污泥經(jīng)過沉淀從水中分離出來，部分回流至預(yù)脫氧池，剩余污泥排入污泥處理系統(tǒng)。河北省唐海縣污水處理廠構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)見表1。其中好樣段采用懸掛鏈?zhǔn)狡貧庀到y(tǒng)，曝氣池懸浮物濃度MLSS=3500mg/L，污泥負(fù)荷0.06kgBOD5/kgMLSS·d，污泥回流比100%。表1 河北省唐海縣污水處理廠構(gòu)筑物設(shè)計參數(shù)3、運(yùn)行效果工程于2008年4月開工建設(shè)，2009年1月土建工程竣工，2月設(shè)備安裝完畢，3月進(jìn)入工藝調(diào)試階段，5月經(jīng)過唐海縣環(huán)保部門組織的連續(xù)性監(jiān)測和抽樣檢驗(yàn)證明：工藝運(yùn)行

10、穩(wěn)定可靠，所有設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常，出水完全符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中的一級B排放標(biāo)準(zhǔn)，工藝處理穩(wěn)定高效、運(yùn)行費(fèi)用低、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、維護(hù)管理簡便。河北省唐?？h污水處理廠排水執(zhí)行城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB18918-2002）中的一級B排放標(biāo)準(zhǔn)，其進(jìn)出水水質(zhì)見表2。表2 唐?？h污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)參考文獻(xiàn)1 Huang M. H.,Li Y. M.,Gu G.W.Toxicity reduction of municipal wastewater byanaerobic-anoxic-oxic processJ. Biomedical and enviro

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