AB工藝污水廠A段不同溶解氧運行效果
0 引言
AB 工藝是生物吸附降解工藝( adsorption biodegradation) 的簡稱,上個世紀70 年代開創于德國。流程上它是以A 級曝氣池與中沉池構成A 級取代常規工藝中的初沉池,并在A級內部建立起獨立的污泥回流系統,而相當于常規工藝中的二級處理部分則構成AB法的B 級。A 級前一般不設初沉池,使A 級成為一個開放性的生物動力學系統。與傳統活性污泥法相比, AB 工藝具有A 級以高負荷或超高負荷運行(污泥負荷> 2.0 kg/ (kg·d) 、B 級以低負荷運行(污泥負荷一般為0.2 kg/ ( kg·d) 的特點。本文對新疆烏魯木齊市某大型標準AB 工藝污水處理廠A 段不同溶解氧運行工況下的實際運行效果進行分析,以期對污水處理廠的設計提供參考意見。
1 工藝流程與方法
1.1 主要工藝簡介
進廠污水總管采用Ф1 200 mm 鋼筋混凝土管,由于地勢坡度大,采用壓力管,污水進廠沒有用泵提升。污水經過粗細兩道格柵進入曝氣沉砂池,污水停留時間3.0 min ,水平流速0.1m/ s。A 段曝氣池為推流式曝氣池, 曝氣池容積5500 m3 ,設計進水BOD5 200mg/ L , 出水BOD5 105 mg/ L , 污泥負荷3.76 kg/(kg ·d) ,水力停留時間20 min ,泥齡0.75d ,溶解氧濃度0.5～0.8 mg/ L 。中間沉淀池為中心進水、周邊出水圓形輻流式沉淀池,沉淀時間2.64h 。
1.2 設計水量及水質
該廠設計進水量200 000 m3 / d ,已滿負荷運行。工藝設計: COD 進水500 mg/ L , 出水120 mg/ L ;BOD5 進水200 mg/ L , 出水30 mg/ L ; SS 進水220mg/ L ,出水30 mg/ L 。主要考慮對BOD5 、COD、SS 的去除達到當時(1996 年) 的城市污水處理廠二級排放標準,沒有考慮對氮磷的去除。實際進水基本與設計值相符,BOD5 為160 mg/ L 略小于設計值。
1.3 水質分析方法
COD :標準重鉻酸鉀法;BOD5 : 稀釋與接種法;SS :重量法; TN :過硫酸鉀氧化- 分光光度法;NH4+:納氏試劑光度法;NO2-N :N- (1- 萘基)2乙二胺光度法;NO3- N :酚二磺酸光度法; TP :氯化亞錫還原
光度法;水溫:自控監測。
1.4 工藝運行參數
通過調節A 段送氣量來控制A 段溶解氧含量,其余運行參數基本按設計參數運行。厭氧運行時A 段曝氣池溶解氧為零,曝氣量很小,僅起攪拌作用。水溫21 ℃。
2 結果與分析
2.1 BOD5 、COD、SS 的去除
不同溶解氧時BOD5 、COD、SS 去除的影響試驗結果見表1 。
表1 顯示,A 段兼氧運行時對BOD5 、COD、SS 的去除率最高,驗證了A 段設計參數的正確性(設計時只考慮對BOD5 、COD、SS 的去除) 。當A 段厭氧運行時BOD5 、COD、SS 的去除率并沒有降低,反而高于A段好氧運行時的去除率。這可能與烏魯木齊市城市污水的水質有關,進水中BOD5 、COD 主要以懸浮態存在,厭氧運行時,大顆粒污染物未被充分水解為小顆粒污染物,更易經A 段生物吸附、網捕、過濾等作用而去除。夏季A 段出水平均濃度COD 為143 mg/ L ,BOD5 為58 mg/ L ,SS 為50 mg/ L ,低于設計B 段進水設計值。運行結果顯示A 段厭氧運行,A 段出水的生化性(BOD5 / COD) 略有降低, 由進水的平均0.38 降為0.32 ;A 段好氧運行后,A 段出水的B/ C 由0.28 提高為0.36 ,有利于B 段的運行。
2.2 TN 的去除
污水中TN 包括NH4+-N、NO2- N、NO3 -N 和有機氮4 種。進水TN 含量為31.1～43.6mg/L ,其中約80%為NH4+-N , 3%為NO2-N 和NO3-N ,其余17 %為有機氮。
表2 顯示A 段溶解氧的變化對TN 的去除率變化影響不大,A 段對TN 的平均去除率達到46.8 % ,A 段出水總氮平均含量下降為23.4 mg/ L 。通過對總氮中各種氮成分分析后,A 段通過吸附作用去除了平均39.3 %的N H4+-N ,說明污泥對離子態的污染物也有一定的去除。A 段厭氧運行時, NO2- N和NO3 -N的去除率達到99 %以上, 這主要是NO2- N和NO3 -N通過反硝化作用而去除。有機氮大部分以懸浮態存在,隨SS 的去除而去除。SS 的去除率很高,所以對有機氮的去除率也高。
對A 段進出水的BOD5 / TN 進行比較, 進水BOD5/TN 平均為3.42 ,經A 段厭氧、兼氧、好氧運行后下降為3.04 ,表明B 段進水C/ N 下降,B 段穩定運行所需的碳源下降。
2.3 TP 的去除
溶解氧變化對TP 去除的影響見表3 。
表3 顯示A 段的溶解氧變化對TP 的去除產生很大的影響。A 厭氧運行時TP的平均去除率達到42.7 %,并沒有出現厭氧釋磷現象, 而且隨A段溶解氧含量的升高, TP的去除率也隨之提高,最高可以達到80.2 %。這些數據表明AB 工藝省去了初沉池使A段曝氣池中微生物與城市管網原污水中的微生物成為一個開放式生態系統。入廠前壓力管內已經開始了菌群選擇,聚磷菌開始有充分的厭氧釋磷過程,聚磷菌進入A 段曝氣池后開始大量吸磷,溶解氧含量越高,聚磷菌吸磷越多。A 段運行的特點就是產泥量大、排泥迅速,因此磷隨富含磷的污泥從A 段排出。
2.4 A 段高去除率對B 段的影響
AB 工藝通常串聯運行,B 段為普通活性污泥法,A 段的高處理能力對B 段的運行帶來一定的影響。A段高去除率,除去了大量的有機物,造成B 段進水濃度低于設計值,B 段低負荷長泥齡運行,污泥最終必然會選擇在內源呼吸階段的老化污泥,影響B 段去除效果。B 段實際運行效果表明B 段出水SS 不易達標,這些不易沉淀的SS 大多為細小污泥碎屑。
3 結論
(1) A 段按設計參數兼氧運行時BOD5 、COD、SS的去除率最高, 分別平均達到59.4 %、77.2 % 、73.2 %;厭氧運行時BOD5 、COD、SS 的去除率高于好氧運行時。
(2) A 段溶解氧含量對總氮的去除率影響不大,平均去除率達到46.8 %。
(3) A 段對總磷的去除率與A 段溶解氧含量有關,溶解氧含量越高,去除率越高,最高達到80.2 %。
(4) 實踐證明A 段對污染物去除率高會造成B 段運行困難,污泥容易老化。
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