AB工艺污水厂A段不同溶解氧运行效果
0 引言
AB 工艺是生物吸附降解工艺( adsorption biodegradation) 的简称,上个世纪70 年代开创于德国。流程上它是以A 级曝气池与中沉池构成A 级取代常规工艺中的初沉池,并在A级内部建立起独立的污泥回流系统,而相当于常规工艺中的二级处理部分则构成AB法的B 级。A 级前一般不设初沉池,使A 级成为一个开放性的生物动力学系统。与传统活性污泥法相比, AB 工艺具有A 级以高负荷或超高负荷运行(污泥负荷> 2.0 kg/ (kg·d) 、B 级以低负荷运行(污泥负荷一般为0.2 kg/ ( kg·d) 的特点。本文对新疆乌鲁木齐市某大型标准AB 工艺污水处理厂A 段不同溶解氧运行工况下的实际运行效果进行分析,以期对污水处理厂的设计提供参考意见。
1 工艺流程与方法
1.1 主要工艺简介
进厂污水总管采用Ф1 200 mm 钢筋混凝土管,由于地势坡度大,采用压力管,污水进厂没有用泵提升。污水经过粗细两道格栅进入曝气沉砂池,污水停留时间3.0 min ,水平流速0.1m/ s。A 段曝气池为推流式曝气池, 曝气池容积5500 m3 ,设计进水BOD5 200mg/ L , 出水BOD5 105 mg/ L , 污泥负荷3.76 kg/(kg ·d) ,水力停留时间20 min ,泥龄0.75d ,溶解氧浓度0.5～0.8 mg/ L 。中间沉淀池为中心进水、周边出水圆形辐流式沉淀池,沉淀时间2.64h 。
1.2 设计水量及水质
该厂设计进水量200 000 m3 / d ,已满负荷运行。工艺设计: COD 进水500 mg/ L , 出水120 mg/ L ;BOD5 进水200 mg/ L , 出水30 mg/ L ; SS 进水220mg/ L ,出水30 mg/ L 。主要考虑对BOD5 、COD、SS 的去除达到当时(1996 年) 的城市污水处理厂二级排放标准,没有考虑对氮磷的去除。实际进水基本与设计值相符,BOD5 为160 mg/ L 略小于设计值。
1.3 水质分析方法
COD :标准重铬酸钾法;BOD5 : 稀释与接种法;SS :重量法; TN :过硫酸钾氧化- 分光光度法;NH4+:纳氏试剂光度法;NO2-N :N- (1- 萘基)2乙二胺光度法;NO3- N :酚二磺酸光度法; TP :氯化亚锡还原
光度法;水温:自控监测。
1.4 工艺运行参数
通过调节A 段送气量来控制A 段溶解氧含量,其余运行参数基本按设计参数运行。厌氧运行时A 段曝气池溶解氧为零,曝气量很小,仅起搅拌作用。水温21 ℃。
2 结果与分析
2.1 BOD5 、COD、SS 的去除
不同溶解氧时BOD5 、COD、SS 去除的影响试验结果见表1 。
表1 显示,A 段兼氧运行时对BOD5 、COD、SS 的去除率最高,验证了A 段设计参数的正确性(设计时只考虑对BOD5 、COD、SS 的去除) 。当A 段厌氧运行时BOD5 、COD、SS 的去除率并没有降低,反而高于A段好氧运行时的去除率。这可能与乌鲁木齐市城市污水的水质有关,进水中BOD5 、COD 主要以悬浮态存在,厌氧运行时,大颗粒污染物未被充分水解为小颗粒污染物,更易经A 段生物吸附、网捕、过滤等作用而去除。夏季A 段出水平均浓度COD 为143 mg/ L ,BOD5 为58 mg/ L ,SS 为50 mg/ L ,低于设计B 段进水设计值。运行结果显示A 段厌氧运行,A 段出水的生化性(BOD5 / COD) 略有降低, 由进水的平均0.38 降为0.32 ;A 段好氧运行后,A 段出水的B/ C 由0.28 提高为0.36 ,有利于B 段的运行。
2.2 TN 的去除
污水中TN 包括NH4+-N、NO2- N、NO3 -N 和有机氮4 种。进水TN 含量为31.1～43.6mg/L ,其中约80%为NH4+-N , 3%为NO2-N 和NO3-N ,其余17 %为有机氮。
表2 显示A 段溶解氧的变化对TN 的去除率变化影响不大,A 段对TN 的平均去除率达到46.8 % ,A 段出水总氮平均含量下降为23.4 mg/ L 。通过对总氮中各种氮成分分析后,A 段通过吸附作用去除了平均39.3 %的N H4+-N ,说明污泥对离子态的污染物也有一定的去除。A 段厌氧运行时, NO2- N和NO3 -N的去除率达到99 %以上, 这主要是NO2- N和NO3 -N通过反硝化作用而去除。有机氮大部分以悬浮态存在,随SS 的去除而去除。SS 的去除率很高,所以对有机氮的去除率也高。
对A 段进出水的BOD5 / TN 进行比较, 进水BOD5/TN 平均为3.42 ,经A 段厌氧、兼氧、好氧运行后下降为3.04 ,表明B 段进水C/ N 下降,B 段稳定运行所需的碳源下降。
2.3 TP 的去除
溶解氧变化对TP 去除的影响见表3 。
表3 显示A 段的溶解氧变化对TP 的去除产生很大的影响。A 厌氧运行时TP的平均去除率达到42.7 %,并没有出现厌氧释磷现象, 而且随A段溶解氧含量的升高, TP的去除率也随之提高,最高可以达到80.2 %。这些数据表明AB 工艺省去了初沉池使A段曝气池中微生物与城市管网原污水中的微生物成为一个开放式生态系统。入厂前压力管内已经开始了菌群选择,聚磷菌开始有充分的厌氧释磷过程,聚磷菌进入A 段曝气池后开始大量吸磷,溶解氧含量越高,聚磷菌吸磷越多。A 段运行的特点就是产泥量大、排泥迅速,因此磷随富含磷的污泥从A 段排出。
2.4 A 段高去除率对B 段的影响
AB 工艺通常串联运行,B 段为普通活性污泥法,A 段的高处理能力对B 段的运行带来一定的影响。A段高去除率,除去了大量的有机物,造成B 段进水浓度低于设计值,B 段低负荷长泥龄运行,污泥最终必然会选择在内源呼吸阶段的老化污泥,影响B 段去除效果。B 段实际运行效果表明B 段出水SS 不易达标,这些不易沉淀的SS 大多为细小污泥碎屑。
3 结论
(1) A 段按设计参数兼氧运行时BOD5 、COD、SS的去除率最高, 分别平均达到59.4 %、77.2 % 、73.2 %;厌氧运行时BOD5 、COD、SS 的去除率高于好氧运行时。
(2) A 段溶解氧含量对总氮的去除率影响不大,平均去除率达到46.8 %。
(3) A 段对总磷的去除率与A 段溶解氧含量有关,溶解氧含量越高,去除率越高,最高达到80.2 %。
(4) 实践证明A 段对污染物去除率高会造成B 段运行困难,污泥容易老化。
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