改良A2O工藝影響因素運行優(yōu)化與工程應用

1、改良A2/O工藝影響因素運行優(yōu)化與工程應用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上，提出相應的調控措施，關鍵參數具有可調性，運行過程中及時根據進水情況和工藝狀態(tài)對運行參數進行調整，實現(xiàn)脫氮除磷雙達標。 關鍵詞：溶解氧；多點進水；A2/O工藝；脫氨除磷；工程應用一、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。生化反應池通過曝氣裝置、推進器(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工藝普遍不能實現(xiàn)穩(wěn)定達標。主要是因為進水水質、水量具有周期性的變化，而工藝調控缺乏相應的變化手段?，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、內外回流比這五個因子是影響生物脫氮除磷效率的關鍵因素，五個因素在一定的工藝條件范圍內同時滿足釋磷、反硝化、吸磷、硝化四個生化過程的需要，在工程設計上必須具有可以調節(jié)的措施，在運行過程中及時根據進水情況和相應的工藝狀態(tài)對運行參數進行調整，努力創(chuàng)造在一個系統(tǒng)中實現(xiàn)脫氮除磷雙達標的工藝條件，將脫氮除磷這一矛盾通過運行調控予以解決，最終使其出水可以穩(wěn)定達到GB189182002規(guī)定的一級B標準，部分條件下可達到一級A標準7、8。二、五因素運行優(yōu)

4、化措施根據實際工況，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行調節(jié)，在工藝設計時考慮具有可調性。具體調節(jié)措施如下：1、碳源分配。采用多點進水，通過進水渠道的布置及進水點的可調性調整進水量和各區(qū)的分配。2、回流比可調。內回流比通過設置多臺泵實現(xiàn)多級可調，調整范圍為進水量的50%-400%；外回流比通過設置變頻泵（流量為進水量的25%-100%）和兩臺大泵（流量為進水量的100%）實現(xiàn)，調整范圍為進水量的25%-300%。 1 3、厭氧、缺氧及好氧區(qū)各段的比例可調。進行水下移動式隔墻的研究與設計，相應考慮潛水攪拌器的移動。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）的調整范圍為0.5-2小時，缺氧段HT的調整范圍為2-6小時，好氧段HT的調整范圍為4-12小時。4、溶解氧可調。通過曝氣方式與設備的選用，并結合不同的水深對曝氣器進行優(yōu)化設計；單級高速離心風機可實現(xiàn)調節(jié)導葉片和風機葉片角度，從而實現(xiàn)高效率、低損耗的調控風量功能。5、污泥齡可調。通過剩余污泥泵的調節(jié)來實現(xiàn)。采用變頻泵，通過變頻器改變電機工作頻率或通過電動閥控制開停，實現(xiàn)剩余污泥量的調節(jié)。調整范圍為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?？h污水處理廠工程應用1、河北省唐?？h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，由機科發(fā)展科技股份有限公司負責工程設計和成套設備的供應。工程總投資4200萬元，其中A2/O成套設備投資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

7、計技術要點唐?？h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，在厭氧池前設一個預脫氧池。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）預脫氧池污水經預處理后直接進入生化系統(tǒng)，其中一部分污水與二沉池回流污泥進入預脫氧池，反硝化菌在該池中利用污水中的有機物進行反硝化，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，經過脫除硝酸鹽的回流污泥與部分進水混合，聚磷菌吸收污水中的小分子有機物合成聚羥基丁酸（PHB）并儲存在細胞內，同時將細胞內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物和回流混合液中的硝酸鹽進行反硝化脫氮。（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；微生物利用有機污染物和氧進行自身的生長繁殖與新陳代謝，去除碳源污染物質；硝化菌利用氧進行硝化作用，將污水中的NH3-N轉化為硝態(tài)氮。懸掛鏈移動節(jié)能曝氣技術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），在好氧段進行NH3-N硝化，在缺氧段進行硝態(tài)氮反硝化，從而在曝氣池中實現(xiàn)了同時硝化反硝化脫氮。懸掛鏈曝氣設備氧利用率高，可達到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，減少了鼓風機的耗電量。（5）二沉池 3 在二沉池中，含磷高的污泥經過沉淀從水中分離出來，部分回流至預脫氧池，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筑物設計參數見表1。其中好樣段采用懸掛鏈式曝氣系統(tǒng)，曝氣池懸浮物濃度MLSS=3500mg/L，污泥負荷0.06kgBOD5/kgMLSS·d，污泥回流比100%。表1 河北省唐?？h污水處理廠構筑物設計參數3、運行效果工程于2008年4月開工建設，2009年1月土建工程竣工，2月設備安裝完畢，3月進入工藝調試階段，5月經過唐?？h環(huán)保部門組織的連續(xù)性監(jiān)測和抽樣檢驗證明：工藝運行

10、穩(wěn)定可靠，所有設備運轉正常，出水完全符合城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準（GB18918-2002）中的一級B排放標準，工藝處理穩(wěn)定高效、運行費用低、抗沖擊負荷能力強、維護管理簡便。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準（GB18918-2002）中的一級B排放標準，其進出水水質見表2。表2 唐海縣污水處理廠進出水水質參考文獻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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