浅谈大浦污水处理厂运行1

1 大浦污水处理厂大浦污水处理厂 A2 O 工艺及其运行体会工艺及其运行体会 连云港港城水务有限公司 徐祥飞 连云港港城水务有限公司 徐祥飞 关键词 关键词 A2 O 生物脱氮 生物除磷 溶解氧 前言前言 随着城市化和工业化程度的不断提高以及化肥和农药的广泛使用 氮 磷 等营养物质引起的水体富营养化的问题日益突出 政府有关部门制定了污水中 有机物和氮磷的排放标准 2002 年颁布实施的国家 污水综合排放标准 中 明确规定了氮磷的排放标准 要达到这些排放标准 许多污水处理设施需要考 虑脱氮除磷问题 因此选择适宜的脱氮除磷技术在污水处理中变得日益重要 A2 O 工艺作为除磷脱氮的主要工艺之一 具有处理效果好 处理过程稳定 可靠 处理成本低 操作管理方便等优点 研究 A2 O 工艺的生物脱氮除磷的机 理 影响因素 工艺控制方法 以及在保证运行效果的同时 如何达到节能降 耗的目的 已经成为污水研究领域的一个热点 1 A2 O 工艺原理工艺原理 A2 O Anaerobic Anoxic Oxic 生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工 艺 生物硝化及反硝化脱氮工艺和生物除磷工艺的综合 其工艺流程如图 1 所 示 污水经过厌氧 Anaerobic 缺氧 Anoxic 及好氧 Oxic 3 个生物处理 过程 BOD5 SS 和以各种形式存在的氮和磷将一并被去除 A2 O 系统一般采用推流式活性污泥系统 原污水首先进入厌氧段 兼性厌 氧的发酵菌将污水中的可生物降解的大分子有机物转化为 VFA 挥发性脂肪酸 这类分子量较小的中间发酵产物 聚磷菌可将菌体内贮积的聚磷酸盐分解 并 放出能量供专性好氧的聚磷菌在厌氧的 压抑 环境下维持生存 另一部分能 2 量还可以供聚磷菌主动吸收环境中的 VFA 这类小分子有机物 并以聚 羟基 丁酸盐 PHB 形式在菌体内储存起来 随后污水进入缺氧区 反硝化细菌就利 用好氧区中经混合液回流而带来的硝酸盐 以及污水中可生物降解的有机物进 行反硝化 达到同时去碳脱氮的目的 厌氧区和缺氧区都设有搅拌混合装置 以防污泥沉积 接着污水进入曝气的好氧区 聚磷菌除了可吸收 利用污水中 残剩的可生物降解的有机物外 主要是分解体内贮积的 PHB 放出能量可供本 身生长繁殖 还可以主动吸收周围环境中的溶解性磷 并以聚磷酸盐的形式在 体内贮积起来 此时排放的出水中溶解态的磷浓度已相当低 好氧区中的有机 物经厌氧区 缺氧区分别被聚磷酸盐和反硝化细菌利用后 浓度也相当低 这 有利于自养型的硝化细菌的生长繁殖 此时 NH 4经硝化作用转化为 NO 3 非聚 磷酸菌的好氧异养菌虽然也能存在 但它们在厌氧区受到严重的压抑 在好氧 区又得不到充分的营养 因此在与其他生理类群的微生物竞争中处于劣势 排 放的剩余污泥中 由于含有大量过量贮积聚磷酸盐的聚磷菌 污泥中磷含量很 高 因此可较一般的好氧活性污泥大大的提高磷的去除效果 2 大浦污水处理厂大浦污水处理厂 A2 O 工艺系统概况工艺系统概况 2 1 相关设计参数相关设计参数 大浦污水处理厂有 2 座为 A2 O 生物池 其设计最大处理水量为 13 万 m3 d 单座 A2 O 生物池尺寸为 L B H 88m 40m 7m 每个池 7 个廊道 有效 水深 6m 其中厌氧段为 2 个廊道 缺氧段为 2 个廊道 好氧段为 3 个廊道 回 流污泥反消化段 V 775 m3 厌氧段 V 2400 m3 缺氧段 V 7895 m3 好氧 段 V 10050 m3 设计流量 Q 1 33m3 s 泥龄 SRT 12d 悬浮固体浓度 MLSS 3300mg l 2 2 大浦污水厂大浦污水厂 A2 O 系统设计水量及进 出水水质系统设计水量及进 出水水质 大浦污水处理厂设计进 出水水质和执行的排放标准见表 1 表 1 设计进水水质及执行的排放标准一览表 3 项目项目 CODCr mg L BOD5 mg L SS mg L NH3 N mg L TP mg L 进水进水 400 180 250 30 4 出水出水 100 30 30 25 mg l 水温 12 oC 30 mg l 水温 12 oC 3 3 2007 年大浦污水处理厂年大浦污水处理厂 A2 O 系统进水量及出水水质分析系统进水量及出水水质分析 3 1 进水量分析进水量分析 2007 年全年 A2 O 系统的进水量及变化曲线图见表 2 和图 2 表 2 2007 年 1 月 12 月 A2 O 系统进水量一览表 项目项目 时间时间 最大值最大值 m3 最小值最小值 m3 平均值平均值 m3 1 月月107230 78260 94561 2 月月100890 74180 88521 3 月月110450 72860 88677 4 月月108070 80230 98786 5 月月12395093910 109177 6 月月11852070960 98863 7 月月11597070610101936 8 月月1034507102086280 9 月月1344906512092822 10 月月1074308223090553 11 月月938107681080017 12 月月1090107085085705 4 2007 年 A A O 系统进水水量曲线图 0 20000 40000 60000 80000 100000 120000 140000 160000 2007 年 1 月 1 日2007 年 4 月 1 日2007 年 7 月 1 日2007 年 10 月 1 日 日期 进水量 立方米 2007 年全年的日均水量为 92796m3 水力负荷达到设计值的 92 8 基本 满足了 A2 O 系统运行水力负荷方面的需要 3 2 各项指标的去除效果和工艺运行控制措施各项指标的去除效果和工艺运行控制措施 3 3 1 BOD5 COD SS 进出水水质及去除率情况 2007 年 1 月 12 月 A2 O 系统的三大项进出水指标及去除率状况见表 3 表 5 和图 2 图 4 表 3 2007 年 1 月 12 月 A2 O 系统进出水 BOD5及去除率一览表 进水进水 BOD5出水出水 BOD5 时间时间 最大值最大值 值值 最小值最小值平均值平均值最大值最大值 值值 最小值最小值平均值平均值 去除率去除率 图 2 2007 年 1 月 12 月进水水量曲线图 5 1 月142619226817 82 2 月1404392201116 82 3 月155408425918 78 4 月16472124201116 87 5 月2267011819912 90 6 月130609719913 86 7 月99486823711 83 8 月158448419712 86 9 月1506089201016 82 10 月146548123616 80 11 月134487227719 73 12 月109476828920 71 表 4 2007 年 1 月 12 月 A2 O 系统进出水 CODcr及去除率一览表 进水进水 CODcr出水出水 CODcr 时间时间 最大值最大值 值值 最小值最小值平均值平均值最大值最大值 值值 最小值最小值平均值平均值 去除率去除率 1 月302117210513242 80 2 月315110203513443 79 3 月356120228604151 78 4 月499164299583949 84 5 月334173252552635 86 6 月284116193482537 81 6 7 月23951134601732 76 8 月297139200562443 78 9 月25676160592247 71 10 月220116184653145 76 11 月310110170792055 67 12 月20899140732950 64 表 5 2007 年 1 月 12 月 A2 O 系统进出水 SS 及去除率一览表 进水进水 SS出水出水 SS 时间时间 最大值最大值 值值 最小值最小值平均值平均值最大值最大值 值值 最小值最小值平均值平均值 去除率去除率 1 月1386695282025 74 2 月1167487241620 77 3 月19282103241821 79 4 月52660177281622 87 5 月25468141281219 87 6 月22450128221418 86 7 月27854123241017 86 8 月1924496221621 78 9 月1384065281422 66 10 月48852117281224 79 11 月2784095281625 74 12 月1265889281826 71 7 2007年BOD5进出水曲线图 0 20 40 60 80 100 120 140 12345678910 11 12 月份 浓度 mg l 进水平均值 出水平均值 设计出水值 2007年COD进出水值曲线图 0 50 100 150 200 250 300 350 123456789101112 月份 浓度 mg l 进水平均值 出水平均值 设计出水值 图 4 CODcr 进出水曲线图 图 3 BOD5进出水曲线图 8 2007年SS进出水值曲线图 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 123456789101112 月份 浓度 mg l 进水平均值 出水平均值 设计出水值 由图 2 图 4 可知 在不同季节不同温度 不同冲击负荷 进水水质波动 范围很大情况下 A2 O 系统的 BOD5 COD SS 三大项出水稳定 完全可以达 到设计排放标准 3 3 2 氨氮 总氮 总磷去除效果 2007 年 1 月 12 月 A2 O 系统的氨氮进出水指标及去除率状况见表 6 和图 5 表 6 2007 年 1 月 12 月 A2 O 系统进出水氨氮一览表 进水氨氮进水氨氮出水氨氮出水氨氮 时间时间 最大值最大值 值值 最小值最小值平均值平均值最大值最大值 值值 最小值最小值平均值平均值 去除率去除率 1 月 5533 242 826 819 923 545 2 月 5927 438 924 12123 141 3 月 353434 520 216 218 247 图 5 SS 进出水曲线图 9 4 月 2922 227 410 11 23 1888 5 月 34 222 427 914 20 661 8194 6 月 29 625 927 81 311 11 296 7 月 34 318 426 24 841 72 1892 8 月 33 818 129 413 21 44 7384 9 月 31 111 226 5214 919 265 10 月 33 525 829 510 31 124 884 11 月 34 126 830 514 13 758 8471 12 月 34 430 532 511 89 1410 568 2007年氨氮进出水曲线图 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 123456789101112 月份 浓度 mg l 进水平均值 出水平均值 出水标准值 表 8 2007 年 1 月 12 月 A2 O 系统进出水 TP 一览表 图 6 进出水氨氮曲线图 10 进水总磷进水总磷出水总磷出水总磷 时间时间 最大值最大值 值值 最小值最小值平均值平均值最大值最大值 值值 最小值最小值平均值平均值 去除率去除率 1 月 4 72 132 7510 40 6576 2 月 3 12 052 371 010 360 6672 3 月 3 382 042 560 670 190 5379 4 月 3 62 643 220 660 270 4287 5 月 3 862 643 141 010 260 4685 6 月 3 241 582 510 70 380 4881 7 月 3 30 962 481 330 520 868 8 月 3 922 213 150 910 380 6480 9 月 3 062 762 881 310 450 7474 10 月 3 522 172 660 730 340 4782 11 月 3 562 583 072 971 082 3822 12 月 3 83 53 672 942 42 6727 11 2007年总磷进出水曲线图 0 0 5 1 1 5 2 2 5 3 3 5 4 123456789101112 月份 浓度 mg l 进水平均值 出水平均值 出水标准值 由图 5 和图 7 可见 氨氮和总磷的去除效果基本上是相矛盾的 这也和理 论完全相符 在实际运行中 保证除磷效果的同时尽力降低出水氨氮浓度 4 氨氮 总磷去除效果及相关参数分析氨氮 总磷去除效果及相关参数分析 4 1 水温的影响水温的影响 2007年水温变化曲线图 10 15 20 25 30 1月2月3月4月5月6月7月8月9月 10月 11月 12月 水温 图 8 2007 年 1 月至 12 月月平均水温及气温曲线图 图 7 进出水 TP 曲线图 12 硝化细菌对温度的变化很敏感 在 5 35 的范围内 硝化菌能进行正常 的生理代谢活动 在生物硝化系统的运行管理中 当污水温度低于 15 时 硝 化速率会明显下降 经验表明在 20 30 时 是硝化菌进行正常生理代谢的最 佳温度范围 由图 6 和图 8 可见 5 月底 6 月初 水温升至 20 左右 满足了硝化菌对 温度的最佳适应范围 提高了硝化菌的活性 出水氨氮有明显的降低趋势 11 月份开始水温逐渐下降 出水氨氮有升高趋势 可见水温的变化对于氨氮的处 理效果有着直接的影响 水温的升高利于氨氮的去除 在一定范围内 温度越 高 对生物脱氮越有利 4 2 BOD5 TP 的影响的影响 根据相关的运行资料 应控制进水 BOD5 TP 20 否则除磷效率将会降低 从大浦污水处理厂 A2 O 系统 2007 年的运行数据来看 BOD5 TP 平均值为 33 均可以保证大于 20 总磷的去除效果很高 全年出水总磷平均仅为 0 91mg L 4 3 回流比的控制回流比的控制 当水温较低时 氨氮的去除率与回流比基本上成正比 当 5 至 10 月份水温 较高 处于硝化菌最佳适应范围 为了控制成本 降低动力消耗 在出水氨氮 浓度较低并且维持稳定后 将回流比逐步下调至 60 左右 此时氨氮去除效率 仍基本保持在 80 以上 运转状态良好 厌氧段 NO3 N 浓度是影响除磷的一个重要因素 根据理论值 厌氧段 NO3 N 浓度应控制在 4mg L 以下 否则过多的 NO3 N 会对聚磷菌释放磷产生 非常不利的影响 并会影响其在好氧段对磷的吸收 从而不能保证良好的除磷 效果 因此回流比的控制应结合除磷脱氨两方面的需要 根据大浦污水厂的运 行经验 应控制在 50 100 大浦厂共有四台外回流泵 其中三台是定量泵 Q 1350m3 h 一台为变频泵 流量为 700 1050 m3 h 理论上是可以设定一固定回流比 然后通过变频泵来调 节回流污泥量 使其与进入生物池的污水比值恒定 但实际运行中发现 这点 很难实现 因为进水量是不断变化值 变频泵变频需要有及时而准确的数据信 号 且变频变化过程较慢 我厂根据实际需要 将其改为人工调节 平常开启 13 两台定量泵 当进水流量连续日平均达到 95000 m3以上时 再开启变频泵 流 量为其 50 两台回流泵流量 2300 m3 h 对应两台进水泵 3600 m3 h 回流比 为 64 当对应三台进水泵 4500 m3 h 时 其回流比为 51 2007 年日平均为 92796 m3 对应回流比平均为 62 左右 这样控制一方面节约了电费 另一方 面同时降低了设备频繁变频而带来的损伤 5 结论结论 1 泥龄 在 A2 O 工艺中泥龄受硝化菌世代时间和除磷工艺两方面的影响 权衡这两方面 并结合实际运行数据 得出 A2 O 工艺的泥龄一般为 15 16 天 2 生物池溶氧值的运行控制是污水