摘要：根據(jù)實(shí)際工程調(diào)試遇到的問題,從理論和實(shí)踐上對A/A/O工藝調(diào)試及運(yùn)行模式作了探討,結(jié)合各污水廠水質(zhì)、水量特點(diǎn)和不同的處理設(shè)施,對A/A/O工藝運(yùn)行中各工藝控制參數(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)分析和有效控制,并就調(diào)試過程遇到的問題談幾點(diǎn)體會,為新建和將建污水廠的運(yùn)行管理人員提供參考。

關(guān)鍵詞：A/A/O工藝,調(diào)試運(yùn)行,溶解氧,污泥齡

A/A/O工藝是由厭氧池/缺氧池/好氧池/沉淀池系統(tǒng)所構(gòu)成,是在A/O除磷工藝基礎(chǔ)上,在厭氧反應(yīng)器之后增設(shè)一個缺氧反應(yīng)器,并使好氧反應(yīng)器中的混合液回流至缺氧反應(yīng)器,使之反硝化脫氮。污水首先進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)器,兼性發(fā)酵細(xì)菌將廢水中的可生物降解大分子有機(jī)物轉(zhuǎn)化為小分子發(fā)酵產(chǎn)物,如VFA;混合液進(jìn)入缺氧反應(yīng)器后,反硝化細(xì)菌就利用好氧反應(yīng)器中經(jīng)混合液回流而帶來的硝酸鹽和廢水中可生物降解有機(jī)物進(jìn)行反硝化,達(dá)到同時去除有機(jī)碳與脫氮之目的。隨著廢水進(jìn)入好氧反應(yīng)器,聚磷菌除了吸收、利用廢水中殘余的可生物降解有機(jī)物外,主要是分解體內(nèi)貯積的PHB,放出能量以攝取環(huán)境中的溶解性磷,并以聚磷的形式在體內(nèi)貯存起來,實(shí)現(xiàn)自身的生長繁殖,并通過剩余污泥排放,將磷去除。

A/A/O工藝由于具有同時除磷脫氮功能,近年來被廣泛應(yīng)用于新建城市污水處理廠中。根據(jù)筆者對幾個新建城市污水廠調(diào)式過程遇到的問題,談幾點(diǎn)感受和體會。

1調(diào)試運(yùn)行前的檢查

調(diào)試前對構(gòu)筑物、設(shè)備等進(jìn)行認(rèn)真檢查是非常重要和必要的,在所有調(diào)試的污水廠中發(fā)現(xiàn)以下問題較普遍:

(1)構(gòu)筑物、管道內(nèi)的建筑垃圾未清理干凈,造成水泵和曝氣系統(tǒng)的堵塞,影響排泥。

(2)預(yù)留孔洞、管道伸縮縫、電纜穿孔處密封不好,通水后存在漏水現(xiàn)象,影響調(diào)試工作。

(3)出水堰和墻體接縫處滲漏嚴(yán)重,甚至導(dǎo)致堰口不出水,無法達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

(4)攪拌器或推進(jìn)器安置角度不正確或位置不合理,導(dǎo)致能量浪費(fèi)和局部流速不足,造成局部污泥沉積。

因此,為了解決上述問題,在污水廠通水調(diào)試前,必須進(jìn)行細(xì)致的檢查,確保各構(gòu)筑物、管道線路和機(jī)電設(shè)備能夠按設(shè)計(jì)要求運(yùn)行。

2調(diào)試過程各因素合理控制

由于各城市的氣候與城市污水水質(zhì)、水量的不同,需要充分利用工藝特點(diǎn)并結(jié)合運(yùn)行環(huán)境對各運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行有效調(diào)控。

2.1氣候及水溫

由于各城市地理環(huán)境不同,其氣候、氣溫也不一樣。對于南方城市,四季溫差較小,年平均水溫約20℃,夏季最高水溫約29℃,冬季最低月平均水溫15℃。一般來說,水溫>15℃對于微生物處理效率影響不大,一年四季都可以進(jìn)行調(diào)試。在北方地區(qū),冬季氣溫均低于8℃,水溫低于15℃。如西北某污水處理廠調(diào)試是在11—12月進(jìn)行的,當(dāng)時氣溫8℃以下,水溫12℃,雖然可以進(jìn)行培菌工作,但水質(zhì)處理效率降低,培菌工作時間延長。因此,在北方最好避免冬季進(jìn)行污水調(diào)試。

2.2入流水質(zhì)及水量

對于一些環(huán)境基礎(chǔ)設(shè)施薄弱,清污不分的城市,普遍存在污水增長迅速,而污水截留率及集中處理率低,污水處理能力不足的現(xiàn)象。對于一些工業(yè)城市,如調(diào)試中的南方某污水廠,水質(zhì)成分復(fù)雜,難降解,有毒物質(zhì)含量高,且水質(zhì)波動大,從而影響活性污泥系統(tǒng)的正常運(yùn)行,如污泥膨脹、污泥中毒等。因此,對于新投產(chǎn)的污水廠,要使工藝運(yùn)行穩(wěn)定,必須收集完整的基礎(chǔ)資料,尤其是城市現(xiàn)狀水質(zhì)資料。另外要求工藝調(diào)試人員善于把握進(jìn)水水量、水質(zhì)特點(diǎn),觀測在線pH變化,每天進(jìn)行微生物鏡檢,以便及時進(jìn)行工藝調(diào)整,如采取增大污泥齡、減少排泥量、加大回流比、提高溶解氧等措施。

2.3自控方面的運(yùn)用

在自控方面,污水廠采用微機(jī)控制管理系統(tǒng)分散檢測和控制,集中顯示和管理,各種設(shè)備均可根據(jù)污水水質(zhì)、流量等參數(shù)自動調(diào)節(jié)運(yùn)轉(zhuǎn)臺數(shù)或運(yùn)行時間。但在一些污水廠的自控方面投資較大,實(shí)際運(yùn)用意義卻不大。因此,污水廠的軟件應(yīng)達(dá)到以下幾點(diǎn)要求:

(1)軟件做到功能全面,畫面簡潔,易讀、操作方便,易于掌握。

(2)軟件必須可靠、實(shí)用,易于修改,且要考慮到現(xiàn)場可能出現(xiàn)的各種特殊情況,如電動閘閥和水泵的聯(lián)動開機(jī);在局部位置設(shè)置自動控制系統(tǒng),如由進(jìn)水泵房的水位來控制水泵的運(yùn)轉(zhuǎn)等。

(3)軟件實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)采集、實(shí)時和歷史趨勢顯示、顯示報(bào)警管理、用戶綜合報(bào)表等功能。一般包括:污水處理工藝流程圖、儀表顯示圖、空氣總流量實(shí)時趨勢圖、污水總流量實(shí)時趨勢圖和歷史趨勢圖,故障報(bào)警的實(shí)時查詢及記錄,報(bào)表系統(tǒng)可打印班組報(bào)表、月報(bào)、年報(bào)等。

因此,有一套好的自控軟件,不僅在調(diào)試階段大大減少調(diào)試人員的工作強(qiáng)度,改善污水廠的內(nèi)部管理,滿足工藝要求,而且可使整個污水處理系統(tǒng)在較經(jīng)濟(jì)狀態(tài)下運(yùn)行。

2.4構(gòu)筑物及設(shè)備的特性

一般來說構(gòu)筑物和設(shè)備已經(jīng)選定,不可能變動,但充分利用構(gòu)筑物及設(shè)備的特性進(jìn)行工藝調(diào)整也是縮短調(diào)試時間的要素。

(1)實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化的動力組合。如根據(jù)進(jìn)水泵的型號流量不一致的問題,可依據(jù)進(jìn)水量進(jìn)行水泵開啟臺數(shù)的組合;對于攪拌器和具有推進(jìn)作用的曝氣裝置可以進(jìn)行合理組合,保證充氧和攪拌的適宜。

(2)利用氧化溝可調(diào)堰板進(jìn)行間歇式的進(jìn)水、曝氣、靜沉、潷水等培菌操作和調(diào)整氧化溝的流態(tài)和溶解氧的分布。利用超越閥及各閥門的切換進(jìn)行活性污泥在系統(tǒng)內(nèi)的轉(zhuǎn)移調(diào)整控制。

(3)實(shí)現(xiàn)合理的排泥。根據(jù)集液池液位計(jì)、泥位計(jì)等儀表進(jìn)行剩余泵的開啟。根據(jù)脫水機(jī)的特性進(jìn)行排泥控制,保證進(jìn)入脫水機(jī)的污泥性能符合脫水設(shè)備污泥工藝要求。

2.5人員培訓(xùn)

由于污水廠剛進(jìn)入啟動運(yùn)行,操作人員缺乏對污水處理過程的了解,不能對系統(tǒng)進(jìn)行及時調(diào)整,將延長調(diào)試時間。因此,要求操作人員對本廠的工藝流程及各構(gòu)筑物和設(shè)備的作用有初步了解;其次,對設(shè)備操作及易出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行及時排除故障的培訓(xùn),保證設(shè)備正常運(yùn)行;對化驗(yàn)人員進(jìn)行活性污泥培養(yǎng)馴化效果的培訓(xùn)。由于化驗(yàn)人員對取樣時間、位置和分析操作不熟練等原因,造成了化驗(yàn)項(xiàng)目不全面,結(jié)果不連續(xù),準(zhǔn)確率低等問題,這也會影響調(diào)試的進(jìn)程。

3調(diào)試過程的工藝參數(shù)控制

3.1溶解氧

在活性污泥培養(yǎng)初期,微生物未增長,需氧量少,因此將供氣量調(diào)小,甚至可以通過空氣排水閥放掉部分空氣,防止曝氣池上出現(xiàn)過多的泡沫。如果泡沫量過大,影響調(diào)試運(yùn)行,可采用間歇曝氣,一般停曝氣時間控制在4~8h之間,同時觀察曝氣池內(nèi)污泥的顏色和氣味,正常的污泥顏色為黃褐色,泥腥味,當(dāng)發(fā)生供氧不足或厭氧,泥色變?yōu)楹谏?并有污泥上浮的現(xiàn)象,此時必須進(jìn)行曝氣。

3.2活性污泥的生物相

在生活污水中,存在著大量微生物,當(dāng)曝氣池內(nèi)的鐘蟲、累枝蟲增多,并且出現(xiàn)楯纖蟲、固著型纖毛蟲等多種原生動物(一般1周可出現(xiàn)以上情況),表明活性污泥基本成熟。隨著活性污泥增長,大約2～3周后可發(fā)現(xiàn)一些輪蟲、線蟲等后生動物,表明活性污泥完全成熟。

3.3污泥增長量計(jì)算

污泥的增長需要一個過程,污泥的增長量的計(jì)算可粗略的按進(jìn)水BOD5的40%(包括內(nèi)源呼吸及氧化消耗的量),再加上截留進(jìn)水SS總污染量即是在生物系統(tǒng)內(nèi)活性污泥的總量。這些污泥分布在厭氧池、A/O池以及二沉池的污泥內(nèi)。當(dāng)曝氣池內(nèi)的活性污泥量達(dá)到1000～1500mg/L濃度、沉降比為10%左右時,污泥培養(yǎng)過程基本完成。

3.4回流比

在試運(yùn)行初期,回流比可控制到100%～200%,以便保證二沉池內(nèi)的污泥及時回流。當(dāng)微生物增長到一定階段時,調(diào)整回流比在100%以下。SVI在50~100mL/g時,可使外回流比降至50%~60%。另外以沉降曲線為依據(jù),在保證二沉池內(nèi)不出現(xiàn)硝化和釋磷的前提下進(jìn)行回流比控制。

4A/O脫氮最優(yōu)的運(yùn)行管理

4.1對溶解氧的控制要求

對于A/A/O工藝,厭氧池、好氧段的溶解氧是保證聚磷菌對磷的充分釋放與吸收的重要條件;控制缺氧段、好氧段的溶解氧值是影響硝化與反硝化是否徹底脫氮的一個重要因素。

(1)一般好氧段溶解氧控制在1.5~2.5mg/L之間。如果好氧區(qū)溶解氧下降,說明曝氣不足。

(2)缺氧段溶解氧控制在0.5mg/L以下,如果溶解氧較高,說明內(nèi)回流比值過大。

(3)厭氧池中的溶解氧控制在0.2mg/L以下。當(dāng)出現(xiàn)溶解氧過高,檢查外回流比配置是否合理或者攪拌強(qiáng)度是否過大導(dǎo)致將空氣中的氧復(fù)原至水中。

4.2F/M(BOD負(fù)荷)控制

在污水廠調(diào)試初期,由于活性污泥數(shù)量不足,BOD5負(fù)荷大于0.3kgBOD5/(kgMLVSS·d),BOD5去除率低,脫氮效果不足30%,當(dāng)BOD5負(fù)荷逐漸接近0.3kgBOD5/(kgMLVSS·d),BOD5去除率可達(dá)90%,硝化效率明顯提高,脫氮效果可達(dá)到70%。當(dāng)系統(tǒng)污泥負(fù)荷繼續(xù)降低到0.15kgBOD5/(kgMLVSS·d)時,脫氮效率變化不大,這是由于有機(jī)物和氮的比值一定的緣故。當(dāng)BOD5負(fù)荷小于0.1kgBOD5/(kgMLVSS·d)時,BOD5去除率及脫氮效率反而降低。這是由于進(jìn)水有機(jī)物少,微生物處于饑餓衰老狀態(tài),活性污泥絮體解體,絮凝性變差,沉降性能惡化,導(dǎo)致出水混濁。因此,在實(shí)際運(yùn)行中保持適中的污泥負(fù)荷是有必要的。

一般A/A/O工藝BOD5負(fù)荷變化控制在0.10~0.30kgBOD5/(kgMLVSS·d)范圍,屬低負(fù)荷運(yùn)行工藝。在此范圍內(nèi),BOD5去除率可達(dá)90%,脫氮效率70%以上。

4.3污泥齡的控制

對于A/A/O工藝,污泥齡的控制是脫氮除磷運(yùn)行的重要參數(shù)。當(dāng)進(jìn)水量及水質(zhì)恒定時,需要合理控制剩余污泥的排放量,調(diào)節(jié)MLSS的濃度。通常在冬季運(yùn)行時控制MLSS在3500mg/L左右,污泥負(fù)荷為0.1kgBOD5/(kgMLVSS·d)左右,SRT控制在12d左右;在夏季運(yùn)行時控制MLSS在2000mg/L左右的低濃度運(yùn)行,污泥負(fù)荷為0.18kgBOD5/(kgMLVSS·d)左右,SRT控制在8d以下運(yùn)行效果較好。

5建議

A/A/O工藝具有較好的耐沖擊負(fù)荷能力,出水水質(zhì)較穩(wěn)定,可以進(jìn)行脫氮除磷,但硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在有機(jī)負(fù)荷、泥齡以及碳源需求上存在著矛盾和競爭,很難在同一系統(tǒng)中長期獲得氮、磷的高效去除;同時A/A/O工藝存在著碳源不足和回流混合液中硝酸鹽進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)干擾除磷的問題。因此,要獲得同時脫氮除磷的良好效果,運(yùn)行時需精心調(diào)配,如在桂林某污水處理廠運(yùn)行中出水能達(dá)到保持在TP<1mg/L,TN<15mg/L,BOD5<10mg/L,SS<20mg/L,CODCr<30mg/L,NH3-N<10mg/L,NO3-N<3mg/L的較佳穩(wěn)定效果。另外在A/A/O工藝中應(yīng)避免選用重力式污泥濃縮池,同時應(yīng)加強(qiáng)污泥脫水工作,使剩余污泥及時脫水,防止上清液及脫水機(jī)的濾液中的磷重新回流到進(jìn)水泵前的集水池內(nèi),導(dǎo)致磷在處理系統(tǒng)內(nèi)循環(huán)。

作者簡介:陳際鮮(1973—),女,工程師。來源：《北京水務(wù)》作者: 陳際鮮,龍秋明,蔣以元,吳成強(qiáng),何剛