邯鄲市西污水處理廠(chǎng)改良氧化溝工藝優(yōu)化

摘要:介紹了邯鄲市西污水處理廠(chǎng)改良型氧化溝工藝流程,探討了曝氣系統的DO、MLSS、泥齡和排泥等運行參數的控制問(wèn)題。通過(guò)對各參數進(jìn)行分析和優(yōu)化調整,最終使該工藝具有較好的脫氮除磷效果。

關(guān)鍵詞:工藝,改良氧化溝,脫氮除磷,優(yōu)化控制

邯鄲市西污水處理一期工程設計處理能力為104m3/d,服務(wù)面積約50km2,服務(wù)人口約45萬(wàn)處理生活污水約占65%,工業(yè)廢水約占35%。該于2004年5月建成投產(chǎn)。受收水管網(wǎng)及收水率制目前實(shí)際處理量為8.5×104m3/d。運行實(shí)踐表明污水廠(chǎng)的出水水質(zhì)始終優(yōu)于GB8978—1996《污合排放標準》的二級標準,達到設計要求。

1工藝流程

該廠(chǎng)采用改良型自流式氧化溝工藝， 將氧化溝和厭氧選擇池合建為一個(gè)處理單元。它是一個(gè)多溝串聯(lián)系統， 分為兩組， 每組8個(gè)廊道， 共安裝24 臺轉碟曝氣機， 其中單、雙速轉碟各12 臺， 在各溝道內交替均勻布置。進(jìn)水與回流污泥在厭氧選擇池內均勻混合后進(jìn)入氧化溝， 在溝內往復循環(huán)流動(dòng)。氧化溝的出水進(jìn)入輻流式沉淀池， 進(jìn)行泥水分離。泥水分離后一部分出水排放至輸元河， 另一部分則排入市內沁河， 作為景觀(guān)用水。污泥通過(guò)剩余污泥泵房排入污泥濃縮池及脫水機房進(jìn)行相應處理， 最終進(jìn)行填埋或制肥。改良氧化溝的平面圖如圖1所示。

2 工藝優(yōu)化控制
改良氧化溝工藝是集有機物降解、脫氮、除磷3種功能于一體的生物處理技術(shù)。其運行控制應同時(shí)滿(mǎn)足各項功能要求。針對該廠(chǎng)的進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)， 在總結氧化溝工藝長(cháng)期運行控制經(jīng)驗的基礎上， 得出了具體的優(yōu)化控制方式。
2.1 對曝氣系統DO 的控制脫氮、除磷工藝中， 不同區域對供氧量需求的不同。若太低會(huì )抑制硝化作用， 太高則會(huì )使DO 隨回流污泥進(jìn)入厭氧區， 影響聚磷菌的釋磷， 而且會(huì )使聚磷菌在好氧區消耗過(guò)多的有機物， 從而影響對磷的吸收。該廠(chǎng)在實(shí)際運行控制中， 根據在線(xiàn)DO 儀和便攜式DO 儀監測各段曝氣量， 通過(guò)調整曝氣轉碟開(kāi)啟臺數或葉輪轉速來(lái)控制供氧量。由于氧化溝內MLSS 較高（一般可達到4 000 ～ 5 800 mg/L）， 因此DO控制范圍在缺氧區為0.3 ～ 0.7 mg/L， 在好氧區為2.0 ～3.2 mg/L。通過(guò)對DO的有效控制， 使該氧化溝工藝的除磷效果始終能保持在較高的水平。
2.2 對MLSS 的控制
傳統除磷理論認為， 排除的剩余污泥量越多， 即泥齡越短， 對磷的去除率就會(huì )越高， 但加大排泥量必然會(huì )導致MLSS降低。由于低的MLSS不利于膜氮效果， 因此工藝中要對MLSS適當控制才能同時(shí)滿(mǎn)足脫氮、除磷功能要求。該廠(chǎng)的MLSS 設計值為4 500 mg/L， 運行時(shí)除磷效果并不是很理想， 經(jīng)過(guò)調整并逐漸減少排泥量， 在將MLSS 提高至5 000 mg/L左右時(shí)發(fā)現除磷效果更好， 也相應地保證了系統較好的硝化、脫氮效果。表1為MLSS調整前后的效果對比表。

由表1可見(jiàn)， 調整后的脫氮、除磷效果均優(yōu)于設計值。因此， 該廠(chǎng)工藝優(yōu)化控制將MLSS 設為5 000 mg/L左右。經(jīng)監測實(shí)際的MLSS值一般在4 000 5 800mg/L范圍內， 處理效果良好。當然MLSS也不能過(guò)高， 有時(shí)受季節影響造成不能正常排泥， 氧化溝內MLSS曾增至7 000 mg/L以上， 并導致局部出現污泥膨脹現象， 導致運行能耗相應增加15％ ～ 20%， 所幸出水水質(zhì)未曾受到影響。
2.3 對泥齡和排泥的控制
對于生物脫氮除磷工藝而言， 泥齡是一個(gè)重要的設計和運行參數， 硝化菌和聚磷菌功能發(fā)揮在泥齡要求上存在著(zhù)矛盾。生物脫氮過(guò)程要求有較長(cháng)的泥齡，一般＞ 3 ～ 5 d， 有的甚至長(cháng)達10 ～ 15 d， 以滿(mǎn)足世代時(shí)間較長(cháng)的硝化菌生長(cháng)增殖的需要。生物除磷是通過(guò)排除富磷的剩余污泥來(lái)實(shí)現， 泥齡控制在3.5 ～ 7 d。在污水處理工藝系統設計及運行中， 一般是將泥齡控制在一個(gè)較窄的范圍內， 以兼顧脫氮與除磷的需要。為取得較好的脫氮除磷效果， 該氧化溝系統的設計泥齡采用18 d， 實(shí)際泥齡控制在16 ～ 19 d， 一般TN 、TP 的去除率可分別達到45%、75%以上。
在排泥控制過(guò)程中， 除用泥齡核算排泥量外， 還需保持系統中穩定的MLSS 和MLVSS， 通過(guò)排泥使MLSS保持在4 600 ～ 5 400 mg/L、MLVSS保持在2 300 ～2 700 mg/L。在實(shí)際運行過(guò)程中， 按上述范圍進(jìn)行操作控制， 均能獲得穩定、優(yōu)良的出水水質(zhì)。
2.4 BOD5 /TN和BOD5 /TP
污水的BOD5 /TN 是影響脫氮效果的一個(gè)重要因素。由于活性污泥中硝化菌所占的比例較小， 且產(chǎn)率比異養菌低得多， 兩者融合競爭底物和溶解氧， 會(huì )抑制硝化菌的生長(cháng)繁殖， 因此硝化菌的比例與污水的BOD5 /TN 值相關(guān)。該氧化溝運行中應控制其值＞ 4.0。硝化則與BOD5
負荷有關(guān)。
有資料顯示， 當BOD5負荷＜ 0.15 kg BOD5 /（kgMLSS•d） 時(shí)， 處理系統的硝化反應才能順利進(jìn)行。在實(shí)際操作控制中， 將該廠(chǎng)氧化溝系統的污泥負荷保持在0.06 ～ 0.13 kgBOD5 /（kgMLSS•d） 左右， 硝化率＞ 70%。污水生物脫氮除磷工藝中厭氧區有機基質(zhì)的含量、種類(lèi)及其與微生物營(yíng)養物之間的比例關(guān)系（主要指BOD5 /TP）是影響聚磷菌攝磷效果的一個(gè)不可忽視的控制因素。其值越大則釋磷效果越好， 對后續除磷越有利， 尤其是進(jìn)水中易降解有機物的含量越高越好。
有研究表明， 若要使出水中磷含量控制在1.0 mg/L以下， 進(jìn)水中BOD5 /TP 應控制在20 ～ 30。通過(guò)實(shí)際運行控制發(fā)現， 該廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)的BOD5 /TP =54、BOD5 /TN = 3.4。BOD5 /TP及其他參數均能很好地滿(mǎn)足系統運行需要； BOD5 /TN ＜ 4值， 則與系統運行需要有差距。
3 運行效果
邯鄲市西污水處理廠(chǎng)的設計及實(shí)際進(jìn)、出水水質(zhì)如表2所示。

主要設計參數及2007 年實(shí)際運行參數見(jiàn)表3。

目前該廠(chǎng)所接納的城市污水中約65% 為生活污水， 2008 年部分月份的實(shí)際運行結果見(jiàn)表4。運行中發(fā)現， 2008 年4 月底， 由于配套管網(wǎng)收集水量增加， 使得該氧化溝系統的進(jìn)水水質(zhì)、水量發(fā)生突變，加之后期雨季的影響， 對氮的處理效果有所降低， 但其出水仍可達標。具體參見(jiàn)http://www.sharpedgetext.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

4 結語(yǔ)
對改良氧化溝系統的DO 、MLSS 、泥齡等運行參數進(jìn)行了分析、優(yōu)化調整， 使該工藝具有良好的去除有機物及脫氮除磷效果， 最終確保了出水達標排放， 出水水質(zhì)遠遠優(yōu)于設計要求。

該系統脫氮除磷的效果在很大程度上取決于對DO的控制。實(shí)際運行時(shí)， 應根據進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)情況，加強對DO濃度的控制調整， 以保證在最佳的處理效果基礎上節約運行費用、降低能耗。運行中需對氧化溝內的MLSS要進(jìn)行嚴格控制，并通過(guò)排泥控制泥齡， 以強化氧化溝系統的脫氮除磷效果。避免過(guò)多的硝酸鹽隨回流污泥進(jìn)入厭氧選擇池也是該系統工藝控制的關(guān)鍵， 適宜的進(jìn)水BOD5 /TN比值以及穩定可靠的反硝化控制也非常重要。這可進(jìn)一步提高該系統的處理效果， 尤其是脫氮效果。（邯鄲市市政污水處理有限責任公司）