漳州市東區污水處理廠(chǎng)AB工藝優(yōu)化改造

摘要:漳州市東區污水處理廠(chǎng)采用標準AB工藝法,處理能力為10萬(wàn)m3/d,多年的運行結果顯示,BOD5、CODCr、SS的去除率均達到設計要求,但在進(jìn)水氮、磷濃度較高的情況下,出水往往不能滿(mǎn)足有關(guān)標準對氮、磷指標的嚴格要求。針對本廠(chǎng)工藝特點(diǎn)和運行問(wèn)題,對改進(jìn)AB工藝強化其脫氮除磷能力提出幾點(diǎn)建議,以期對該污水處理廠(chǎng)的新建、擴建和改建提供參考。

關(guān)鍵詞:AB工藝,脫氮除磷,ADMONT工藝,A2/O工藝

漳州市東區污水處理廠(chǎng)一期工程建成于1999年,設計處理能力為10萬(wàn)m3/d,采用標準AB(Adsorption Biodegradation,生物吸附降解)工藝。該工藝是一種新型的兩段法生物處理工藝,A、B兩段串聯(lián)運行。該工藝技術(shù)上的突破主要在A(yíng)段,A段前省去了初沉池,使城市管網(wǎng)中菌群和A段曝氣池污泥成為一個(gè)開(kāi)放式生物系統,并在A(yíng)段內部建立起獨立的污泥回流系統,而B(niǎo)段則是普通好氧活性污泥法[1-2]。

與傳統的活性污泥法相比較,AB工藝具有有機物去除效率高、基建造價(jià)投資低等優(yōu)點(diǎn),但AB工藝不具備深度脫氮除磷功能,其出水水質(zhì)尚達不到防止水體富營(yíng)養化的要求,這在一定程度上限制了AB工藝的推廣利用[3]。隨著(zhù)我國《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB 18918-2002)中嚴格限制了排放水中氮、磷的濃度,尤其是磷,該標準的一級A標規定磷在1.0 mg/L以下,一級B標在1.5 mg/L以下。這就要求必須通過(guò)工藝改進(jìn)以提高該廠(chǎng)氮、磷去除能力。

1工藝概況

漳州市東區污水處理廠(chǎng)項目系福建省“九五”計劃的重點(diǎn)項目，亦是市委、市政府為民辦實(shí)事和九龍江流域綜合治理的主要工程。本項目自立項以來(lái)，即分成水處理工程和泥處理工程兩個(gè)部分具體實(shí)施。水處理工程已于2000 年5 月建成并投入運行，現日均處理污水約6 ～ 7 萬(wàn)t，每天平均污泥產(chǎn)生量大約60 ～ 70 t ( 含水率80%) 。泥處理部分分成兩期建設，一期已建成運行以帶式壓濾機將污泥脫水處理; 二期投資6700 萬(wàn)元，建設污泥厭氧消化系統對污泥處置，現該系統目前正在調試階段。
2006 年以后，東區污水廠(chǎng)針對本廠(chǎng)污泥重金屬沒(méi)超標、有機質(zhì)含量高的特性，制成有機肥在農業(yè)上有利用價(jià)值，以污泥為主要成分生產(chǎn)有機肥。這在一定程度上解決了污水廠(chǎng)污泥的出路問(wèn)題，同時(shí)解決了污泥簡(jiǎn)單脫水外運填埋對環(huán)境的二次污染產(chǎn)生的問(wèn)題。到目前累計處理污泥5 萬(wàn)多噸，實(shí)踐證明，從污泥減量化、無(wú)害化、資源化的角度，我公司污泥處理和處置工作的方式在目前條件下是較為合理的方式。
漳州市東區污水處理廠(chǎng)，設計處理水量10 萬(wàn)m3 /d，其中工業(yè)廢水約占2 /3 左右。原設計沒(méi)有脫氮除磷功能，僅考慮在低負荷時(shí)具有部分硝化的能力。設計進(jìn)出水指標如表1。

漳州市東區污水處理廠(chǎng)工藝流程圖如圖1

漳州市東區污水處理廠(chǎng)AB 法A 段吸附池是矩形推流式鼓風(fēng)曝氣池，水力停留時(shí)間平均為43 min，中間沉淀池采用2 座輻流式沉淀池，每個(gè)沉淀池的池深3 m，池直徑為45 m，污水沉淀時(shí)間1. 5 h。B 段曝氣池是矩形推流式鼓風(fēng)曝氣池，水力停留時(shí)間4. 3 h，最終沉淀池采用4 座輻流式沉淀池，池水深4 m，池直徑40 m，污水沉淀時(shí)間3 h。

2 工程運行狀況

近年來(lái)，漳州市東區污水處理廠(chǎng)處理水量及COD 削減量逐年遞增，處理水量從2006 年的2345 萬(wàn)t 增加至2009 年的2602萬(wàn)t，增長(cháng)率達11%，其中2009 年日均處理量7. 12 萬(wàn)t，全年新增處理量627 萬(wàn)t，全年COD 減排量5600 t，出水水質(zhì)穩定達標。但是進(jìn)水氮、磷指標依然較高，出水氮、磷指標特別是氨氮和總氮去除率較低。2011 年1 月至2011 年12 月實(shí)際進(jìn)、出水水質(zhì)月均值見(jiàn)表2。

3 工程改造的目標

環(huán)評驗收后，經(jīng)技術(shù)改造漳州市東區污水處理廠(chǎng)要求執行國家《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》( GB 18918 － 2002)一級B 標準，即BOD5 ≤20 mg /L，CODCr ≤60 mg /L，SS≤20 mg /L ，NH3 － N≤8 mg /L，TP≤1. 5 mg /L，TN≤20 mg /L。工程改造的目標是，該廠(chǎng)改造后處理工藝具有脫氮除磷功能，同時(shí)改造工程能最大限度地利用現有設施，盡可能減少改造的工程量。

4 工藝改造方案

強化城市污水脫氮除磷效果的途徑較多． 一般可分為3類(lèi)，即優(yōu)化傳統脫氮除磷工藝、強化運行參數控制和采用新工藝。對于本改造工程，因B 段曝氣池的水力停留時(shí)間只有4. 3 h，若最終沉淀池的功能不變，則不可能將B 段改造成上述的脫氮除磷工藝。因而，在不對A 段、B 段做較大改變的前題下，可以考慮以下幾種方案。

4. 1 ADMONT 工藝

ADMONT 工藝稱(chēng)為混合回流兩階段活性污泥法，該工藝流程圖如圖2 所示。

工藝通過(guò)圖2 中的循環(huán)Ⅰ，將具有反硝化菌和吸附碳源的A 段活性污泥送至B 段，使B 段內豐富的硝化液脫氮，通過(guò)循環(huán)Ⅱ將B 段含有硝化菌的活性污泥回流至A 段，使A 段曝氣池中存在的氨氮被硝化，從而實(shí)現了A 段、B 段的同時(shí)脫氮功能，降低了單位污水所需的池容。其次，ADMONT 工藝根據生物除磷的基本原理，通過(guò)循環(huán)II 實(shí)現了活性污泥在處理系統中交替歷經(jīng)厭氧( 或缺氧) 和好氧過(guò)程，從而利用了系統中聚磷菌在厭氧條件下釋磷、在好氧條件下過(guò)量攝磷的除磷功能，使系統的除磷效果大大提高。

4. 2 A2 /O 工藝及其改良型工藝

A2 /O 工藝是在20 世紀7O 年代． 由美國的一些專(zhuān)家在厭氧，好氧法脫氮工藝的基礎上開(kāi)發(fā)的污水處理工藝［4］。為了達到脫氮除磷的目的，傳統的A2 /O 工藝及倒置的A2 /O 工藝、改良的A2 /O 工藝都可以結合該污水處理廠(chǎng)的實(shí)際情況予以考慮，長(cháng)期運行中，傳統的A2 /O 由于回流污泥將硝酸鹽帶入厭氧池而影響了厭氧釋磷，從而出現如反硝化菌和聚磷菌對碳源的競爭，硝化菌、反硝化菌及聚磷菌這3 類(lèi)微生物的污泥齡不同等弊端［5］。使除磷效率降低。

倒置A2 /O 工藝和改良的A2 /O 工藝都是為克服傳統A2 /O工藝的弊端而開(kāi)發(fā)的改良型工藝。同濟大學(xué)高廷耀課題組進(jìn)行了系統的試驗和理論研究。由張波首先提出了缺氧區/厭氧區/好氧區形式布置倒置A2 /O 工藝［6 － 7］，其工藝流程如圖3 所示。

4. 3 SBR 工藝優(yōu)化

SBR 工藝是通過(guò)程序化控制充水、反應、沉淀、排水排泥和閑置5 個(gè)階段來(lái)實(shí)現對廢水的生化處理由于SBR 法是在一個(gè)反應器中完成脫氮和除磷不同過(guò)程的，因此，為獲得理想的脫氮除磷效果。必須對運行階段進(jìn)行合理的控制。為了保證除磷要求。讓磷在厭氧階段充分釋放，進(jìn)水期宜采用限量曝氣一攪拌的方式。好氧階段除進(jìn)行有機物的降解，還需保證硝化和攝磷的溶解氧條件． 并需有足夠的運行時(shí)間。為保證良好的脫氮效果。宜增加一道停曝攪拌過(guò)程． 在此階段進(jìn)行反硝化反應［8］。

5 討論及結論

對于傳統A2 /O 工藝，計算得到的缺氧池的停留時(shí)間需要2 h 左右，厭氧池需要1 h 左右。而該污水處理廠(chǎng)AB 法的A 段吸附池和中間沉淀池的停留時(shí)間總和為2. 3 h，B 段曝氣池的為4. 3 h。如果將AB 法的A 段的吸附池和中間沉淀池改為厭氧池和缺氧池，而B(niǎo) 段的曝氣池和最終沉淀池分別作為好氧池和二次沉淀池，那么，雖然好氧池的容積基本上滿(mǎn)足要求。但吸附池和中間沉淀池的容積總和卻不能滿(mǎn)足厭氧池和缺氧池的總容積要求。而倒置A2 /O 工藝和改良A2 /O 工藝同樣存在池容不足的問(wèn)題，所以，從生化池的停留時(shí)問(wèn)這一設計參數來(lái)看，若要改造成上述三種脫氮除磷工藝需要擴大池容，改造的工程量和費用較大。

而將B 段的曝氣池改為間歇曝氣( 青島海泊河污水處理廠(chǎng)對B 段嵌入SBR ( 歇式曝氣池) ) ，形成缺氧/厭氧/好氧的生物脫氮除磷環(huán)境，而A 段的功能不變。由于有機物在A(yíng) 段被吸附去除，那么B 段脫氮除磷所需的碳源不足，影響了脫氮除磷的效果。但當從系統外補充碳源后，間歇曝氣以強化AB 法脫氮除磷功能是可行的，但該研究尚處于小試階段，而且B 段的水力停留時(shí)間較長(cháng)，需要8 h�？梢�(jiàn)，此方案對于該污水廠(chǎng)AB 法工程的改造是不可取的。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

ADMONT 工藝中的兩個(gè)循環(huán)所輸送的污泥量?jì)H占進(jìn)水量的3%左右，與A 段和B 段的污泥回流量相比是很小的，其對A段中短世代期、高吸附絮凝性生物相的影響是很小的。雖然對上述循環(huán)所形成的混合微生物組成、性質(zhì)及其在處理過(guò)程中的作用還缺乏深入的微生物學(xué)的研究，但從有關(guān)的研究及實(shí)際的運行結果來(lái)看，該工藝可同時(shí)實(shí)現脫氮除磷功能，其已在奧地利ADMONT/HALL 污水廠(chǎng)成功地投入運行。ADMONT 工藝在流程上與AB 法相似，僅增加了兩個(gè)循環(huán)，正是這兩個(gè)循環(huán)，使工藝具有了脫氮除磷功能，適合于A(yíng)B 法工藝的改造，而且改造十分方便。只要在原AB 工藝上多設兩套污泥輸送管道，而不必增加污泥泵的容量，即可將AB 工藝改造成ADMONT 工藝。ADMONT 工藝可作為漳州東區污水廠(chǎng)一期工程AB 法工藝改造的選擇方案，該方案改造的工程量小，對于原有的構筑物不需作任何改動(dòng)，也就是池容和生化池的設計參數都不變，只需在A(yíng)、B 段的污泥回流管道上各接出一段，分別伸至B、A段的生化池即可。

綜合所述，本人認為ADMONT 工藝最適合此次的工藝改造。ADMONT 工藝在流程上與AB 法相似，僅增加了兩個(gè)循環(huán)，正是這兩個(gè)循環(huán)，使工藝具有了脫氮除磷功能，適合于A(yíng)B 法工藝的改造，而且該方案改造的工程量小，對于原有的構筑物不需作任何改動(dòng)，改造十分方便。(漳州市供排水管理處)