3個(gè)污水處理廠實(shí)例對比如何將AA/O工藝生物除磷功能發(fā)揮到極致
北極星環(huán)保網(wǎng)訊:為充分發(fā)揮A2/O處理工藝中生物除磷的功能,提高生物脫氮除磷系統(tǒng)的除磷效率,以減少化學(xué)除磷的藥劑投加量來達(dá)到降低藥劑成本和藥劑對系統(tǒng)的干擾影響。
對a污水廠(處理規(guī)模為12.5×104m3/d)、b污水廠(處理規(guī)模為10×104m3/d)、c污水廠(處理規(guī)模為25×104m3/d)等三座采用A2/O處理工藝的污水處理廠的生物除磷效果進(jìn)行分析,對比了三座污水處理廠的生物池設(shè)計(jì)、實(shí)際進(jìn)水濃度、工藝參數(shù)選擇等因素與二沉池出水總磷濃度的關(guān)系,經(jīng)過試驗(yàn)調(diào)試和分析探索,確定在泥齡一定的條件下厭氧池池容(水力停留時(shí)間)、實(shí)際進(jìn)水COD(BOD5)濃度、進(jìn)水碳源的分配、污泥濃度(MLSS)、溶解氧等參數(shù)是提高A2/O工藝生物除磷效率的關(guān)鍵控制參數(shù)。
基本情況
1、實(shí)際進(jìn)、出水水質(zhì)
各污水廠服務(wù)范圍采用的都是合流制排水體制,各污水廠實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)(2011年均值)如表1所示。
從表1可以看出,a污水處理廠進(jìn)水COD(BOD5)濃度最高,然后依次是b污水處理廠、c污水處理廠。各污水廠生物除磷效率如下:a污水廠的進(jìn)水TP為3.0mg/L、出水TP為0.75mg/L,去除率為75%;b污水廠的進(jìn)水TP為2.1mg/L、出水TP為1.31mg/L,去除率為37.6%;c污水廠的進(jìn)水TP為3.8mg/L、出水TP為1.38mg/L,去除率為63.7%。可以看出,各污水廠生物除磷效率以a污水廠最高,然后依次為c污水廠、b污水廠。
2、工藝流程
a污水廠、c污水廠、b污水廠的工藝流程基本相同,見圖1。
從圖1可知,雖然三個(gè)污水廠采用的都是A2/O工藝,但是各有微小的工藝配置調(diào)整。a污水廠所有的原水都由選擇池一個(gè)點(diǎn)進(jìn)入,污泥分別回流到選擇池和厭氧池,比例為1∶2。b污水廠原水分別進(jìn)入選擇池、厭氧池和缺氧池,比例為3∶8∶4;污泥分別回流到選擇池和缺氧池,比例為2∶1。c污水廠所有的原水都由厭氧池一個(gè)點(diǎn)進(jìn)入,污泥分別回流到厭氧池和缺氧池,比例為1∶1。
3、厭氧池主要設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)
a污水廠每條生產(chǎn)線規(guī)模為6.25×104m3/d,b污水廠、c污水廠每條生產(chǎn)線的規(guī)模都是5.0×104m3/d。表2為各污水廠每條生產(chǎn)線厭氧池的一些設(shè)計(jì)及運(yùn)行參數(shù)。
提高生物除磷系統(tǒng)效率的運(yùn)行調(diào)試
a污水廠自2009年底投入運(yùn)行以來,出水TP值一直穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放,但b污水廠、c污水廠二期自投入運(yùn)行以來,生物除磷效率相對低下,加藥前出水TP值不能達(dá)標(biāo)。
為此,b污水廠、c污水廠不得不增加化學(xué)除磷系統(tǒng)以降低TP濃度來滿足達(dá)標(biāo)排放的要求。但是,增加化學(xué)除磷系統(tǒng)后,帶來增加藥耗和脫水污泥量的問題,相應(yīng)增加了污水廠的運(yùn)行和處置成本。與此同時(shí),含有化學(xué)藥劑的污泥經(jīng)過回流進(jìn)入系統(tǒng),一定程度上影響了系統(tǒng)污泥的活性和對污染物的去除率。由此可見,在滿足達(dá)標(biāo)排放的前提下,為減少藥耗和降低成本,并維持系統(tǒng)的正常運(yùn)行,b污水廠、c污水廠存在調(diào)整生物系統(tǒng)運(yùn)行參數(shù)以提高生物除磷效率的需求。
1、泥齡(SRT)的選擇
在提高生物系統(tǒng)除磷效率的運(yùn)行調(diào)試方面,首先想到縮短泥齡,進(jìn)行低泥齡選擇。對除磷來說,SRT最好低于6d;對除磷和脫氮結(jié)合考慮,SRT可控制在8~15d。但當(dāng)SRT縮短到7d左右并運(yùn)行1個(gè)月后,生物除磷效率卻沒有明顯改觀。可知,在本地域原水水質(zhì)(典型的南方較低濃度污水)條件下的A2/O處理工藝中,泥齡對生物除磷效果影響不明顯。
2、溶解氧控制
在厭氧狀態(tài)下,聚磷菌每多釋放1mg磷,進(jìn)入好氧狀態(tài)后就多吸收2.0~2.4mg磷。厭氧池應(yīng)控制DO值在0.2mg/L以下,如果存在DO,則聚磷菌將首先利用DO吸收磷或進(jìn)行好氧代謝,這樣就會(huì)大大影響其在好氧段吸磷。好氧段DO值應(yīng)保持在2.0mg/L以上,聚磷菌只有在絕對好氧的條件下才能大量吸磷。
為控制進(jìn)入?yún)捬醭氐腄O濃度,要求b、c污水廠好氧池前段及中段保持DO值在2.0mg/L以上,尾段DO值降至1.0mg/L左右,以避免系統(tǒng)通過回流污泥把過多的硝酸鹽帶入?yún)捬醵,影響除磷效?#65377;經(jīng)過1個(gè)月的運(yùn)行,雖然b、c污水廠二沉池出水TP值略有下降,但仍在1.3mg/L以上。因此,雖然溶解氧、硝酸鹽對厭氧段釋磷有一定的影響,但對總體除磷效果的影響不是決定性的。
3、污泥濃度(MLSS)
通過對三座污水廠污泥濃度進(jìn)行比較,得知a污水廠最高(3000mg/L),然后依次為c污水廠(2500mg/L)、b污水廠(2000mg/L),而生物除磷效率也依次為a污水廠(75%)、c污水廠(63.7%)、b污水廠(37.6%)。由此可見,為維持一定的生物除磷效率,污泥濃度至少應(yīng)保持在2500mg/L以上,以增大曝氣池內(nèi)的微生物量,從而去吸收更多的磷。但由于受曝氣系統(tǒng)的影響,b污水廠污泥濃度難以長時(shí)間維持在2500mg/L以上,因此污泥濃度成為了制約b污水廠生物除磷效果的因素之一。
4、碳源
除磷效率難于進(jìn)一步提高,是因?yàn)槲⑸飳α椎奈?或是過量吸收)也是有一定限度的,特別是當(dāng)進(jìn)水BOD值不高或廢水中含磷量較高時(shí),即P/BOD值高時(shí),由于污泥的產(chǎn)量低,將更是如此。從a、c、b三個(gè)污水廠的進(jìn)水濃度和生物除磷效果可知,進(jìn)水濃度最高的a污水廠,由于碳源較為豐富,生物除磷效果最好。
在碳源一定的情況下,再次對碳源進(jìn)行二次分配,向厭氧池進(jìn)行傾斜,分配盡量多的碳源給生物除磷。從圖1可以看出,a、c污水廠原水只有一個(gè)進(jìn)水點(diǎn)進(jìn)入生物池,則原水也100%進(jìn)入?yún)捬醭,而b污水廠有三個(gè)進(jìn)水點(diǎn),可分配進(jìn)入選擇池、厭氧池和缺氧池的原水,但是管徑(流量)設(shè)計(jì)比例為3∶8∶4,即最多53%的原水進(jìn)入?yún)捬醭?#65377;從運(yùn)行效果看,在南方污水廠總體碳源不足的情況下,厭氧池分配到盡量多碳源的系統(tǒng)則生物除磷效果較優(yōu)。
5、厭氧池容積(水力停留時(shí)間)
c污水處理廠、a污水處理廠、b污水處理廠的厭氧池容積分別為3520.3、4783.2、3125.5m3,厭氧池水力停留時(shí)間分別為1.67、2.85、0.82h(見表2)。與影響生物除磷的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行比較后,發(fā)現(xiàn)只有這兩項(xiàng)指標(biāo)差異最大,但卻又無法進(jìn)行調(diào)試。
在b、c污水廠經(jīng)過反復(fù)對其他諸如污泥濃度、污泥齡、溶解氧、污泥回流量及比例分配、碳源比例分配等進(jìn)行調(diào)試后,雖然二沉池出水TP值略有下降,但濃度仍在1.3mg/L以上。c污水廠雖生物除磷率已達(dá)到63.7%,但由于進(jìn)水TP濃度相對最高。
所以二沉池出水TP值略有下降,但濃度仍達(dá)到1.38mg/L。b污水廠由于受曝氣系統(tǒng)的影響,污泥濃度難以長時(shí)間維持在2500mg/L以上,加上厭氧池的停留時(shí)間過短,只有0.82h,僅僅是a污水廠的28.7%、c污水廠的49.1%,釋磷非常不充分,造成生物除磷率只有37.6%。因此,可以認(rèn)為在所有的影響因素中水力停留時(shí)間最為關(guān)鍵。
結(jié)論
①在污泥齡一定的條件下厭氧池池容(水力停留時(shí)間)、實(shí)際進(jìn)水COD(BOD5)濃度、進(jìn)水碳源的分配、污泥濃度(MLSS)、溶解氧等參數(shù)是提高A2/O處理工藝生物除磷效果的關(guān)鍵控制參數(shù),而在所有的影響因素中,水力停留時(shí)間又最為關(guān)鍵。因此,在側(cè)重生物除磷的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中,根據(jù)《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》中“厭氧池水力停留時(shí)間宜為1~2h”條文,建議取上限值,甚至可延長至2.5h。
②為維持一定的生物除磷效率,污泥濃度至少應(yīng)該保持在2500mg/L以上,以增大曝氣池內(nèi)的微生物量,去吸收更多的磷。
③好氧池前段及中段溶解氧值應(yīng)保持在2.0mg/L以上,尾段溶解氧值應(yīng)降至1.0mg/L左右,以避免系統(tǒng)通過回流污泥把過多的硝酸鹽帶入?yún)捬醵螐亩绊懗仔Ч?#65377;同時(shí),厭氧池應(yīng)控制DO值在0.2mg/L以下。
④碳源越豐富,生物除磷效果越好。
⑤在典型的南方較低濃度污水水質(zhì)條件下的A2/O處理工藝中,泥齡對生物除磷效果的影響不明顯。