O工藝應(yīng)用探討(全文)

精品文檔-下載后可編輯葫蘆島高新產(chǎn)業(yè)區(qū)污水處理廠改良A2/O工藝應(yīng)用探討(全文)【摘要】本文結(jié)合葫蘆島高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)污水處理廠進(jìn)水氨氮、總氮及總磷較高的特點(diǎn)，討論了多點(diǎn)進(jìn)水及增設(shè)預(yù)缺氧池的改良A2O工藝在本工程中的應(yīng)用，該改良工藝在國(guó)內(nèi)其它污水處理廠中已有實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，脫氮除磷效果優(yōu)于傳統(tǒng)的A2O工藝，反應(yīng)過(guò)程原理清楚，切實(shí)可行。

【關(guān)鍵字】改良A2O工藝；多點(diǎn)進(jìn)水；預(yù)缺氧池；脫氮除磷

1前言

水體的富營(yíng)養(yǎng)化是指富含磷酸鹽和某些氮元素的水，在光照和其他環(huán)境條件適宜的情況下，使藻類過(guò)量生長(zhǎng)，藻類生長(zhǎng)及死亡后異養(yǎng)微生物大量繁殖，造成水中溶解氧降低以至于耗盡，造成水質(zhì)破壞和生態(tài)環(huán)境惡化的現(xiàn)象。其根本原因是由于人類活動(dòng)造成的N、P元素在水中的富集，因此污水處理中N、P元素的去除顯得尤為重要。

A2O同步脫氮除磷工藝是當(dāng)前污水脫氮除磷采用較多的工藝，其處理效果被業(yè)界廣泛認(rèn)可，但傳統(tǒng)的A2O工藝主要存在以下矛盾：①在厭氧段聚磷菌和硝態(tài)氮對(duì)污水中的易生物降解的有機(jī)物爭(zhēng)奪的矛盾；②生物脫氮的長(zhǎng)污泥齡和生物除磷短污泥齡的矛盾。其脫氮除磷的效果很難進(jìn)一步提高，因此人們對(duì)該工藝進(jìn)行了一系列的革新，其中多點(diǎn)進(jìn)水和增設(shè)預(yù)缺氧池的改良工藝越來(lái)越被人推崇。

2工程概況

葫蘆島高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)污水處理廠總服務(wù)面積為18.62平方公里，其中建設(shè)用地13.18平方公里，根據(jù)其地理位置和用地性質(zhì)，確定單位建設(shè)用地綜合用水量指標(biāo):0.6萬(wàn)m3/（Km2?d），最高日規(guī)劃用水量約為8.0萬(wàn)m3/d，污水量按給水量的80%計(jì)算，即6.4萬(wàn)m3/d。一期工程為2萬(wàn)噸/天，根據(jù)《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2022）要求，出水水質(zhì)為一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，要求脫氮、除磷。污水處理廠出水水質(zhì)：COD≤50mg/L、BOD5≤10mg/L、SS≤10mg/L、總氮TN≤15mg/L、氨氮≤5（8）mg/L、總磷TP≤0.5mg/L。A2O生化池進(jìn)出水水質(zhì)指標(biāo)見下表（少部分N、P在深度處理階段去除）：（單位：mg/L）

水質(zhì)指標(biāo)BOD5CODcrSSNH3-NTNTP

A2O池進(jìn)水204.830816536514

A2O池出水20.4858.5219.85.415.31

通過(guò)對(duì)A2O池進(jìn)水水質(zhì)的分析得出，該水廠進(jìn)水氨氮、總氮含量偏高，而三級(jí)處理處理的主要對(duì)象是細(xì)小的懸浮物和溶解的膠體，不能對(duì)氨氮、總氮進(jìn)行有效的去除，因此必須在生化處理階段強(qiáng)化對(duì)氨氮、總氮的去除，同時(shí)兼顧磷的去除。此外在本工程中由于進(jìn)水的BOD5/CODcr（進(jìn)水BOD5:160mg/L，CODcr：440mg/L）值偏低，在厭氧段又存在著聚磷菌與反硝化細(xì)菌對(duì)碳源爭(zhēng)奪的矛盾，所以用水解酸化池替代了傳統(tǒng)的初沉池，這樣不僅提高了A2O池進(jìn)水的BOD5/CODcr值，又增加了易生物降解的揮發(fā)性脂肪酸VFA所占的比例。主要處理工藝流程如下：

3傳統(tǒng)A2O工藝介紹

傳統(tǒng)A2O工藝流程如下圖所示，整個(gè)過(guò)程分為四段，第一段：新鮮污水與外回流污泥直接進(jìn)入?yún)捬醭兀趨捬醭貎?nèi)聚磷菌釋磷，同時(shí)部分有機(jī)物進(jìn)行氨化，部分硝酸鹽進(jìn)行反硝化；第二段：內(nèi)回流硝化液進(jìn)入缺氧池，本段的主要功能是脫氮，在缺氧池內(nèi)反硝化菌發(fā)生反硝化反應(yīng)；第三段：經(jīng)過(guò)前兩個(gè)階段后混合液體進(jìn)入好氧段，在該階段主要進(jìn)行BOD5的去除、硝化反應(yīng)和聚磷反應(yīng)；第四段：主要是泥水分離過(guò)程，污泥的一部分回流至厭氧段，上清液作為處理水排放。工藝流程圖如下：

在傳統(tǒng)A2O工藝中聚磷菌、反硝化菌、硝化菌在污泥齡長(zhǎng)短、溶解氧濃度、有機(jī)碳源需求上存在著矛盾，具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1有機(jī)碳源利用的矛盾：厭氧段的聚磷菌的釋磷需要在嚴(yán)格的厭氧條件下分解和釋放貯存在生物體內(nèi)的聚合磷，生成正酸鹽釋放到水中，同時(shí)消耗污水中的低分子有機(jī)物（主要是揮發(fā)性脂肪酸VFA），但外回流污泥中的硝酸鹽會(huì)優(yōu)先利用污水中的低分子有機(jī)物，影響到生物釋磷的效果，最后影響到好氧段對(duì)磷的吸收。

同時(shí)在該段大量易降解的低分子有機(jī)物被消耗后，到缺氧段反硝化細(xì)菌是異養(yǎng)型兼性細(xì)菌，以硝酸鹽（NO3--N）為電子受體，以有機(jī)物（有機(jī)碳）為電子供體，又會(huì)造成碳源不足而影響反硝化效果。

3.2污泥齡長(zhǎng)短的矛盾：生物脫氮首先要在好氧段進(jìn)行硝化反應(yīng)，然后硝化液回流至缺氧段進(jìn)行反硝化反應(yīng)，整個(gè)過(guò)程氨氮轉(zhuǎn)化成亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮最后轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓拱钡靡匀コ?，需要較長(zhǎng)的污泥齡，一般約為11―23天。而生物除磷需要大量的排除富磷污泥，需要短污泥齡，一般約為3.5―7天。為達(dá)到同時(shí)脫氮除磷，設(shè)計(jì)污泥齡必須滿足兩者要求，存在著污泥齡長(zhǎng)短上的矛盾。

3.3為保證脫氮效果需要大量的消化液回流：生物脫氮的效率一般取決于硝化液回流（內(nèi)回流）的比例（污泥外回流反硝化反應(yīng)也會(huì)去除一部分硝態(tài)氮），即使大量的內(nèi)回流比例，脫氮效率一般情況下也不會(huì)超過(guò)85%，此時(shí)的內(nèi)回流比例約為300―400%，這樣會(huì)產(chǎn)生較高的內(nèi)回流費(fèi)用,主要是內(nèi)回流水泵的電費(fèi)。

4改良A2O工藝流程及特點(diǎn)

為了克服傳統(tǒng)A2O工藝的缺陷，提高脫氮除磷效果，人們提出了多種改良工藝，如Bardenpho工藝、Phoredox工藝、UCT及改良UCT工藝、取消混合液回流的A2O工藝、多點(diǎn)進(jìn)水倒置A2O工藝、A+A2O工藝等。近年來(lái)多點(diǎn)進(jìn)水和增設(shè)預(yù)缺氧池的改良A2O工藝使用越來(lái)越多，且效果顯著。工藝流程如下：

改良后的A2O工藝主要有兩個(gè)特點(diǎn)：①進(jìn)水分成兩部分第一部分約10%流量進(jìn)入預(yù)缺氧池，第二部分約90%流量進(jìn)入?yún)捬醭兀虎谠趨捬醭厍霸O(shè)置預(yù)缺氧池，污泥外回流先進(jìn)入預(yù)缺氧池后再進(jìn)入?yún)捬醭亍?/p>

工藝原理：外回流污泥進(jìn)入預(yù)缺氧池后，反硝化細(xì)菌利用預(yù)缺氧區(qū)進(jìn)水中的碳源進(jìn)行反硝化反應(yīng)，停留時(shí)間約為20-30min，去除了污泥回流中的硝態(tài)氮，消除了硝態(tài)氮在厭氧段與聚磷菌對(duì)有機(jī)碳源的爭(zhēng)奪，提高厭氧段的釋磷效果，為好氧段吸磷提供了良好條件，同時(shí)也提高的氮的去除率。在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中該工藝比較容易實(shí)現(xiàn)，只需要在厭氧段前分出一格作為回流污泥的反硝化池即可，也可以通過(guò)閘門對(duì)預(yù)缺氧段和厭氧段進(jìn)水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，工藝原理清楚，運(yùn)行控制方便。該工藝在國(guó)內(nèi)最早是由中國(guó)市政工程華北設(shè)計(jì)研究院提出，并在國(guó)內(nèi)多個(gè)污水處理廠進(jìn)行了實(shí)踐，結(jié)果證實(shí)工藝運(yùn)行穩(wěn)定，污水處理廠出水水質(zhì)良好，達(dá)到了預(yù)期的設(shè)計(jì)效果。

5A2O生化反應(yīng)池設(shè)計(jì)

葫蘆島高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)區(qū)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)氨氮、總氮較高，針對(duì)這種情況，本工程采用了多點(diǎn)進(jìn)水和增設(shè)預(yù)缺氧池的A2O工藝，確保了脫氮除磷的效果。工藝布置圖如下：

在本工程中，多點(diǎn)進(jìn)水和增設(shè)預(yù)缺氧池的改良A2O工藝克服了傳統(tǒng)A2O工藝中的一個(gè)主要矛盾，即在厭氧池內(nèi)聚磷菌和反硝化細(xì)菌對(duì)碳源爭(zhēng)奪的矛盾。通過(guò)進(jìn)水的閘門，很好的控制了進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)和厭氧區(qū)的新鮮污水的比例，能夠使與進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)的新鮮污水和外回流污泥充分反應(yīng)，污泥中的硝酸鹽反硝化徹底，把對(duì)厭氧區(qū)聚磷菌釋磷反應(yīng)的影響降到了最低。同時(shí)較大比例的新鮮污水提供了足夠的易生物降解的有機(jī)碳源，保證了聚磷菌釋磷反應(yīng)碳源充足。

此外本工程中反應(yīng)