A2/O生化法+物化法污水處理廠運(yùn)行效果分析

1　工藝與水質(zhì)

1.1　工藝流程

　　A2/O生化法+物化法處理工藝流程見圖1。



圖1 工藝流程

　　開發(fā)區(qū)各企業(yè)的工業(yè)廢水及生活污水，經(jīng)預(yù)處理達(dá)到接管標(biāo)準(zhǔn)后，沿市政污水管網(wǎng)匯入該污水處理廠提升泵房的集水井。集水井前面設(shè)機(jī)械格柵用來去除污水中大顆粒的懸浮物（SS）及漂浮物，以預(yù)防后續(xù)水泵、管配件及管線的堵塞現(xiàn)象，進(jìn)而有利于系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。污水進(jìn)提升泵提升后通過細(xì)格柵進(jìn)入旋流沉砂池。

　　在生化處理前放置流量計(jì)，對污水進(jìn)行計(jì)量并平衡2組生化處理系統(tǒng)的處理水量。生化處理系統(tǒng)采用A2/O工藝，生化池出水進(jìn)入生化沉淀池。污水在生化沉淀池進(jìn)行泥水分離，上清液進(jìn)入高效沉淀池進(jìn)一步處理，污泥進(jìn)入生化污泥配泥池，并通過污泥回流泵回流至生化池前端，剩余污泥定期排入污泥貯存池。

　　污水自流進(jìn)入深度處理的高效沉淀池，在混合反應(yīng)區(qū)內(nèi)靠攪拌器的提升、混合作用完成泥渣、藥劑和原水的快速凝聚反應(yīng)，然后至推流反應(yīng)區(qū)進(jìn)行慢速絮凝反應(yīng)，以結(jié)成較大的絮凝體，礬花慢速的從預(yù)沉區(qū)進(jìn)入到沉淀區(qū)，使大部分礬花在預(yù)沉區(qū)沉淀；再逆向流到斜管沉淀區(qū)，將剩余的礬花沉淀，進(jìn)一步去除COD、NH3-N、TP，澄清液通過集水槽收集進(jìn)入二次提升泵房。

　　污水經(jīng)深度處理提升泵站提升后進(jìn)入纖維濾池，進(jìn)一步去除SS，出水經(jīng)紫外線消毒殺菌達(dá)標(biāo)后排出。深度處理過濾設(shè)施定期進(jìn)行反洗，反洗水自流至廢水池。出水主要采用重力自流排入老夏港河，當(dāng)洪水季節(jié)外水位較高，無法自流排放時(shí)，啟用出水泵將出水提升至出水壓力井排放。

　　污泥貯池的剩余污泥，經(jīng)板框壓濾機(jī)脫水，滲濾液回流至集水井進(jìn)行處理，泥餅外運(yùn)處置。

1.2　水質(zhì)要求

　　接入的各企業(yè)的污水水質(zhì)要求：COD為500 mg/L，BOD5為300 mg/L，TP、NH3-N、TN、SS的質(zhì)量濃度分別為2、35、40、200 mg/L。

　　污水處理廠出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)：COD為50 mg/L，BOD5為10 mg/L，TP、NH3-N、TN、SS的質(zhì)量濃度分別為0.5、5、15、10 mg/L。當(dāng)水溫≤12 ℃時(shí)，NH3-N的質(zhì)量濃度控制為8 mg/L。

2　主要構(gòu)筑物及其參數(shù)

2.1　生化反應(yīng)池

　　一期為2座并列，每座規(guī)模12.5×103 m3/d。結(jié)構(gòu)為鋼硂，單座設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)長×寬×高（l×b×h）為55.0 m×44.0 m×5.2 m；有效水深h為4.5 m，設(shè)計(jì)體積流量1 041 m3/h；停留時(shí)間（HRT）10 h，污泥COD負(fù)荷0.68 g/(g·d)，污泥的質(zhì)量濃度3.5 g/L。好氧段采用膜片式微孔曝氣器，共4 400個(gè)，每個(gè)曝氣器曝氣體積流量2 m3/h。厭氧池、缺氧池、好氧池的容積比1:1:4。厭氧池及缺氧池設(shè)水下攪拌器8臺(tái)，每臺(tái)功率P =4.4 kW。厭氧池水下攪拌器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使污泥處于懸浮狀態(tài)，微孔曝氣器的供氧量根據(jù)好氧池溶解氧（DO）含量控制。池內(nèi)設(shè)螺旋推進(jìn)器，用于A2/O反應(yīng)池的內(nèi)回流，最大體積比為200%，內(nèi)回流設(shè)備共計(jì)6套。

　　一期擴(kuò)建設(shè)計(jì)水量也是25×103 m3/d，結(jié)構(gòu)為鋼硂，構(gòu)筑物1座，設(shè)計(jì)l×b×h為65.0 m×42.7 m×5.5 m，有效水深4.5 m，設(shè)計(jì)池容V為14 912 m3。HRT為14.3 h，污泥BOD5負(fù)荷0.12 g/(g·d)，污泥的質(zhì)量濃度3.5 g/L。好氧段采用膜片式微孔曝氣器，共3 513個(gè)，每個(gè)曝氣器通氣體積流量0.5～4 m3/h。厭氧池設(shè)水下推流器1臺(tái)，P =4.5 kW；缺氧池設(shè)水下推流器1臺(tái)，P =4.3 kW；厭氧池設(shè)水下攪拌器3臺(tái)，P =4.3 kW，推流器和攪拌器連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，使污泥處于懸浮狀態(tài)，微孔曝氣器的供氧量根據(jù)好氧池DO含量控制；池內(nèi)設(shè)螺旋推進(jìn)器，用于A2/O反應(yīng)池的內(nèi)回流，最大體積比為200%，內(nèi)回流設(shè)備共計(jì)2套。

2.2　二沉池

　　一期設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)為鋼硂，構(gòu)筑物2座并列。單座圓形設(shè)計(jì)，直徑D為30.0 m，設(shè)計(jì)體積流量520 m3/h，有效水深4.0 m，HRT為4.8 h，表面負(fù)荷1.03 m3/(m2·h)。

　　一期擴(kuò)建結(jié)構(gòu)為鋼硂，構(gòu)筑物1座。圓形設(shè)計(jì)，D =40.0 m，深H=4.0 m，變化系數(shù)K=1.4，有效水深4.0 m；HRT為4.8 h，表面負(fù)荷1.17 m3/(m2·h)。

2.3　高效沉淀池

　　結(jié)構(gòu)為鋼硂，構(gòu)筑物1座，2個(gè)沉淀格，設(shè)計(jì)l×b×h為34.1 m×19.0 m×6.35 m。機(jī)械混合時(shí)間2 min，絮凝反應(yīng)時(shí)間12 min，分離區(qū)表面負(fù)荷10.0 m3/(m2·h)，傾斜角度60°，規(guī)模為50×103 m3/d，為斜管沉淀，斜管內(nèi)切圓直徑60 mm，斜長1.2 m，總面積226 m2，管壁厚0.6 mm，單管斜長管口水平承壓強(qiáng)度1.4 kPa。設(shè)全自動(dòng)PAM加藥系統(tǒng)1套，投加量為2.5 L/h，PAM配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.01%～0.025%。設(shè)混凝劑PAC加藥裝置1套，PAC的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%～6%。

2.4　纖維濾池

　　高效纖維濾池采用一種束軟纖維填料作為濾元，是一種全新的重力式濾池，濾料直徑小到幾微米到幾十微米，所以具有很大的比表面積和表面自由能，所以又很強(qiáng)的吸附能力，能夠使水中的顆粒污染物吸附、截留下來。

　　當(dāng)濾料上吸附、截留的細(xì)小顆粒污染物達(dá)飽和時(shí)，需對濾料再生時(shí)，清洗纖維濾料，在反沖洗水泵及反沖洗鼓風(fēng)機(jī)的作用下使濾料上富集的顆粒污染物掉落，濾料恢復(fù)原先狀態(tài)。配套建有中間提升泵1座，提升泵5臺(tái)，其中3臺(tái)型號WQ4327-656-300- Z，單機(jī)體積流量730 m3/h，揚(yáng)程6 m，功率18.5 kW。另外2臺(tái)為變頻控制，型號350WQH800-6-22，單機(jī)體積流量800 m3/h，揚(yáng)程6 m，功率22 kW。

3　運(yùn)行效果分析

3.1　COD去除效果

　　污水處理廠藝運(yùn)行穩(wěn)定，對COD具有較高的去除率，在進(jìn)水COD低于設(shè)計(jì)條件下，A2/O生化法+二沉池+深度處理組合工藝可以有效去除污水中的COD。厭氧池里的厭氧菌將污水里面的部分難降解的有機(jī)大分子轉(zhuǎn)化為易降解的小分子。厭氧池出水進(jìn)入缺氧池，在兼性菌作用下發(fā)生反硝化反應(yīng)，再經(jīng)過好氧池把污水中的大部分COD去除，高效沉淀池也可以將漂浮的污泥等去除，進(jìn)一步去除COD。

3.2　TP去除效果

　　該污水處理廠除磷效果良好，磷在厭氧區(qū)被釋放，在好氧區(qū)被吸收，在厭氧池和好氧池的聯(lián)合作用下達(dá)到除磷目的。具體來說，在好氧段，聚磷菌過量地吸收水中的正磷酸鹽，在二沉池中以排放剩余污泥的方式實(shí)現(xiàn)磷的去除。

3.3　TN的去除效果

　　該污水處理廠脫氮效果良好。通過好氧和厭氧聯(lián)合作用的方式較好地去除了TN。好氧池硝化細(xì)菌將NH3--N轉(zhuǎn)化為NO3--N，NO3--N隨著回流液回流到缺氧池后，在反硝化細(xì)菌的作用下，將NO3--N轉(zhuǎn)化成氮?dú)猓瑢?shí)現(xiàn)脫氮。

　　4個(gè)季度該污水處理廠出水TN含量也同時(shí)滿足GB 18918－2002排放要求。表明該廠污水處理工藝可以有效地去除污水中的TN，并且不受進(jìn)水量增加影響。

　　總之，在春夏秋冬4個(gè)不同的季節(jié)，該污水處理廠的出水TP、TN含量無明顯變化，表明該工藝除磷脫氮性能不易受季節(jié)影響。

3.4　NH3-N的去除效果

　　該污水處理廠污水NH3-N平均去除率為98.4%，可見該廠穩(wěn)定運(yùn)行的A2/O工藝硝化能力很強(qiáng)。進(jìn)、出水NH3-N的質(zhì)量濃度平均分別為13.8、0.230 mg/L，出水NH3-N含量達(dá)到GB 18918－2002排放一級A標(biāo)準(zhǔn)。

　　污水首先進(jìn)入?yún)捬醭兀瑓捬醭爻鏊M(jìn)入缺氧池，缺氧池主要進(jìn)行反硝化反應(yīng)，由厭氧池出水提供碳源，由好氧池混合液回流提供NO3--N，在反硝化細(xì)菌作用下，NO3--N被轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓_(dá)到了去除NH3-N的目的，所以控制好工藝參數(shù)后該污水處理廠生化池NH3-N去除率較高。

4　成本分析

　　該項(xiàng)目每天消耗PAC為1 t（3 000元/t）、PAM 為0.03 t（8 500元/t），生石灰每天3 t（200元/t），電費(fèi)0.7元/(kW·h)，廢水日處理42 kt，折合藥劑費(fèi)0.09元/ m3，電費(fèi)0.78元/m3，人工費(fèi)0.19元/m，合計(jì)（不含折舊費(fèi)用）為1.06元/m3。

5　結(jié)　論

　　該污水處理廠A2/O生化法+二沉池+深度處理組合工藝設(shè)計(jì)合理，工藝運(yùn)行穩(wěn)定、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常、耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測到位。根據(jù)監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、分析，發(fā)現(xiàn)該污水廠采用的A2/O生化法+二沉池+深度處理組合工藝去除有機(jī)污染物效果顯著。A2/O法是最簡單的同步除磷脫氮工藝，出水能達(dá)到GB 18918－2002一級A標(biāo)準(zhǔn)。

　　監(jiān)測期間出水COD為17 mg/L，TP、TN、NH3-N的質(zhì)量濃度分別為0.145、9.15、0.23 mg/L，水質(zhì)達(dá)到GB 18918－2002的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。COD、TP、TN、NH3-N的平均去除率分別為88.9%、89.0%、49.7%、98.4%。