A／O生物膜法(SDF／SAF)在污水厂的应用与调试

书书书Ａ／Ｏ生物膜法（ＳＤＦ／ＳＡＦ）在污水厂的应用与调试王伟锋１，　孟祥磊２（１．嘉善县大地污水处理工程有限公司，浙江嘉善３１４１００；２．天津市九河市政工程设计咨询有限公司，天津３００１７０）　　摘　要：　南方某城镇污水处理厂处理规模为２×１０４ｍ３／ｄ，主要处理工业废水和部分生活污水，采用美国ＳＴＳ公司Ａ／Ｏ工艺的ＳＤＦ（淹没生物滤池）和ＳＡＦ（淹没曝气滤池）的生物膜法，出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）的一级Ａ标准。　　关键词：　水解；　淹没生物滤池；　淹没曝气生物滤池中图分类号：Ｘ７０３．１　　文献标识码：Ｃ　　文章编号：１０００－４６０２（２００９）２２ＡｎＩｎｔｒｕｄｃｔｉｏｎａｎｄＣｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇｏｆＡ／ＯＢｉｏｆｉｌｍＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＢｉｏｆｉｌｔｅｒＷＡＮＧＷｅｉｆｅｎｇ１，　ＭＥＮＧＸｉａｎｇｌｅｉ２（１．ＪｉａｓｈａｎＤａｄｉＳｅｗａｇｅＴｒｅａｔｍｅｎｔＰｒｏｊｅｃｔＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｊｉａｓｈａｎ３１４１００，Ｃｈｉｎａ；２．ＴｉａｎｊｉｎＪｉｕｈｅＭｕｎｉｃｉｐａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｓｉｇｎＣｏｎｓｕｌｔａｔｉｏｎＣｏ．，Ｌｔｄ．；Ｔｉａｎｊｉｎ３００１７０，Ｃｈｉｎａ）　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔｉｎｎｏｒｔｈｅｒｎｃｈｉｎａｄｉｓｐｏｓｅｓｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｎｄｐａｒｔｏｆｄｏｍｅｓｔｉｃｓｅｗａｇｅ２００００ｔ／ｄ．ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｅｓｏｆＳＤＦｂｙＳＴＳａｎｄＳＡＦｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄ．ｏｕｔｌｅｔｒｅａｃｈｅｄｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｏｆｌｅｖｅｌ１ＡｉｎＤｉｓｃｈａｒｇｅｓｔａｎｄａｒｄｏｆｐｏｌｌｕｔａｎｔｓｆｏｒｍｕｎｉｃｉｐａｌｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｌａｎｔ（ＧＢ１８９１８－２００２）．　　Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：　ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ；　ＳＤＦ；　ＳＡＦ　　南方某城镇污水处理厂处理规模为２×１０４ｍ３／ｄ，主要处理工业废水和部分生活污水，而由于内河纳污能力有限，故要求出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）的一级Ａ标准。经业主和设计院的多方比对并进行１０个月的中试之后，最终确定采用美国ＳＴＳ公司Ａ／Ｏ工艺的ＳＤＦ（淹没生物滤池）和ＳＡＦ（淹没曝气滤池）的生物膜法，是生物膜法中的高效新技术。１　工艺流程设计进、出水水质见表１。工艺流程见图１。表１　污水处理厂设计进、出水水质Ｔａｂ．１　ＩｎｌｅｔａｎｄＯｕｔｌｅｔＷａｔｅｒＱｕａｌｉｔｙｍｇ·Ｌ－１项　目ＣＯＤＢＯＤ５ＳＳＴＮＮＨ３－ＮＴＰ（以磷酸盐计）进水６５０２００１５０４５３５６出水≤５０≤１０≤１０≤１５≤５（８）≤１．０!#$%&’()*+$%&,-./.0123456.!!#0178456.!#$%296.:;=.$%%&图１　工艺流程Ｆｉｇ．１　Ｆｌｏｗｃｈａｒｔｏｆｗａｓｔｅｒｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ２　主要工艺处理单元的设计参数２１　水解池集生物降解、物理沉降和吸附为一体，污水中的颗粒和胶体污染物得到截留和吸附，并在产酸细菌等微生物作用下得到分化和降解。水解池共两座，每座有效容积为３８８８ｍ３。平均水力停留时间为４．７ｈ。内设直径为１０００ｍｍ的·１·第２５卷　第２２期２００９年１１月　　　　　　　　　　　　中国给水排水ＣＨＩＮＡＷＡＴＥＲ＆ＷＡＳＴＥＷＡＴＥＲ　　　　　　　　　　　　　Ｖｏｌ．２５Ｎｏ．２２Ｎｏｖ．２００９布水器３６套，每套含布水头２４个。２２　淹没深式生物滤池（ＳＤＦ）ＳＤＦ单元是升流式缺氧生物脱氮反应器。设３座，长为３０．４８ｍ，宽为３．５６ｍ，介质填料层厚为４．５７ｍ。生物挂膜介质采用２０～４０ｍｍ球型度好、质地坚硬、酸溶度低的天然鹅卵石，卵石层深为４．５７ｍ。脱氮微生物是一种兼性异养菌，微生物生长在卵石介质的表面，利用原水中的ＢＯＤ及ＳＡＦ好氧生物反应器回流水中硝酸根中的化合氧，将ＮＯ－ｘ还原成氮气排出，达到脱氮的目的，同时去除ＢＯＤ及ＣＯＤ。其脱氮效率可达到６０％以上。ＳＤＦ反应池底盘采用ＳＴＳ专利“Ｔ”型砖，起到均匀布水及承托卵石的双重作用。ＳＤＦ池不需要反冲洗，只需定期排泥，反应池不堵塞，不需维护。水力停留时间为１０７．１１ｍｉｎ。ＮＯｘ－Ｎ负荷（进水＋回流＝６．０×１０４ｍ３／ｄ、２０℃水温）为１．３ｋｇ／（ｍ３·ｄ）。２３　好氧生物反应池（ＳＡＦ）ＳＡＦ好氧生物反应池为升流式固定生物膜好氧生物反应器。原水经ＳＤＦ处理后通过重力进入ＳＡＦ进水分布箱由进水管进入ＳＡＦ池底。ＳＡＦ池设５座，池长为３０．４８ｍ，宽为３．５６ｍ，介质填料层深为６．１０ｍ。生物挂膜介质采用２５～４０ｍｍ球型度好、质地坚硬、酸溶度低的天然鹅卵石。由鼓风机供氧。池底采用ＳＴＳ专利无嘴曝气系统———“Ｔ”型气水分布器，进水和空气经“Ｔ”型砖充分混合后进入池体。曝气的主、支气管均采用３０４不锈钢。曝气孔面积是有嘴曝气孔面积的４倍，曝气均匀，气泡经介质的反复切割，溶氧转换利用率较高。填料比表面积大，生物量大，密度高。ＳＡＦ床体较深，微生物生存环境分布稳定。填料介质无损耗，床体永不堵塞，无需维护。进水中的ＳＳ及脱落的生物固体物在空气的扰动下随着水的升力排出池外。ＳＡＦ好氧生物反应池不需反冲洗，只需要定期排泥即可，排出进水管道中的大颗粒沉淀物及滞留在气水分布器内及床体里的各种杂质。ＳＡＦ池水力停留时间（进水量为２．０×１０４ｍ３／ｄ）为２３８．３ｍｉｎ。ＢＯＤ负荷（进水＋回流＝６．０×１０４ｍ３／ｄ、２０℃水温）为１．３ｋｇ／（ｍ３·ｄ）。ＮＨ＋４－Ｎ负荷（进水＋回流＝６．０×１０４ｍ３／ｄ、２０℃水温）为０．４ｋｇ／（ｍ３·ｄ）。２４　深床滤池深床滤池是将生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元，本单元采用４个ＤｅｎｉｔｅＦｉｌｔｅｒ反硝化滤池，池长为１４．６３ｍ，宽为２．９ｍ，介质填料层深为１．８ｍ。生物挂膜介质采用有效粒径为２．２ｍｍ的均质石英砂，质地坚硬，球形度达到０．８，均匀系数＜１．３５，硬度达到莫氏硬度７。石英砂介质层深为１．８ｍ，石英砂的承托层为０．４５ｍ厚３～４０ｍｍ粒径的天然卵石，反硝化滤池需定期进行反冲洗，滤池底部采用ＳＴＳ专利气水分布块（“Ｔ”型砖），反冲洗主、支管均采用３０４不锈钢。采用气水混合反冲洗。经ＳＤＦ及ＳＡＦ两个单元处理过的水经重力流入滤池，滤池亦具有脱氮功能。在反硝化过程中，由于硝酸盐氮不断被还原为氮气，深床滤池中会积聚大量氮气，这些气体会使污水绕窜介质之间，加强了微生物与水流的接触，同时也提高了过滤效率。但是当池体内积聚过多的氮气气泡时，则会造成水头损失，这时就必须采用ＳＴＳ的ＳｐｅｅｄＢｕｍｐ技术驱散氮气，每次持续１～２ｍｉｎ，每天进行４～５次。滤池可保证出水ＳＳ＜５ｍｇ／Ｌ。绝大多数滤池表层很容易堵塞，而ＳＴＳ独特的均质石英砂允许固体杂质透过滤床的表层，深入滤料中，介质的固体截留量为５ｋｇ／ｍ２。滤池需要定期反冲洗，反冲洗模拟人的搓手模式，周期视原水ＳＳ及生物固体的量而定。一般一天一次，一次持续２５ｍｉｎ。前３～５ｍｉｎ用气搓洗介质，中间１５ｍｉｎ气水混合反冲洗，后５ｍｉｎ用水漂洗。反洗时大量强力的反洗空气使滤料相互搓擦，使截留的ＳＳ全部清洗出池，清洗率达到１００％。反洗用水量仅为总量的２％～４％，反洗空气量为０．１７ｍ３／ｍｉｎ。反冲洗由ＰＬＣ控制。滤池水力停留时间为２２ｍｉｎ，ＮＯｘ－Ｎ负荷为２．４ｋｇ／（ｍ３·ｄ）。２５　接触池按触池的主要作用是对排入内河的出水进行灭菌消毒处理。接触反应时间为３０ｍｉｎ，投氯量为１５ｍｇ／Ｌ。接触池池长为１５ｍ，池宽为９．４ｍ。３　工艺调试３１　水解池调试直接投加其他城镇污水处理厂的二沉池脱水污泥，投加量为池体容积的２０％左右。３２　ＳＤＦ池调试·２·第２５卷　第２２期　　　　　　　　　　　　　　中国给水排水　　　　　　　　　　　　ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｍ①　先注入水解池出水，每池约１００ｍ３；②　再加入每池约１００ｍ３的污泥（以污泥浓度为３０００ｍｇ／Ｌ计算）；③　加满水解池出水，每池约需１１０ｍ３；④　每池加１０ｋｇ的Ｎａ２ＣＯ３；⑤　静态至ＳＡＦ池循环阶段。３３　ＳＡＦ池调试①　每池先注入约１３０ｍ３的ＳＤＦ出水；②　每池再加入约１３０ｍ３的硝化污泥（以污泥浓度为３０００ｍｇ／Ｌ计算）；③　加满ＳＤＦ池出水，每池约１１０ｍ３；④　加Ｎａ２ＣＯ３以促进硝化作用，每池约需３０ｋｇ的Ｎａ２ＣＯ３；⑤　开动鼓风机开始闷曝；⑥　闷曝约２～３ｄ，每天两次取水样分析氨氮、ＣＯＤ、ｐＨ及硝酸盐氮；⑦　如果氨氮下降至５ｍｇ／Ｌ以下，则开始与ＳＤＦ池的水循环（２Ｑ）；⑧　继续每天做氨氮、ＣＯＤ、ｐＨ及硝酸盐氮的分析；⑨　如果氨氮下降至５ｍｇ／Ｌ以下，则开始通水，从２０００ｍ３／ｄ流量开始；⑩　继续每天做氨氮、ＣＯＤ、ｐＨ及硝酸氮的分析，如果氨氮维持在５ｍｇ／Ｌ以下，则每天增加２０００ｍ３／ｄ的流量，直至２×１０４ｍ３／ｄ的流量或污水厂最大流量。３４　滤池调试①　将清水池灌满清水；②　对每一滤池进行反冲洗，先将滤池添满水（约１３５ｍ３），再用空气反洗２ｍｉｎ，然后气水同时反冲洗２０ｍｉｎ，最后用水冲洗５ｍｉｎ，反冲洗约需２６０ｍ３清水；③　滤池反冲洗后备用。４　运行效果试运行初期，该系统对氮、ＢＯＤ５、ＳＳ的去除效果不错，但出水ＣＯＤ和ＴＰ不达标，为此分别通过强化水解酸化和化学除磷提高去除率，措施如下：①　控制水解池池体内部污泥量，控制泥位距离水面在１．５ｍ左右，保持污泥床，强化水解酸化效果，将进水的Ｂ／Ｃ值由０．２２提高至０．３１左右。②　配制１５％的ＰＡＣ药剂，以４００Ｌ／ｈ的速度投加于ＳＡＦ出水端，搅拌混合后至深床滤池过滤。通过以上措施，有效改善了出水水质。本工程为省重点工程，肩负着太湖流域ＣＯＤ节能减排的重担。目前该工程已通过了国家环保总局的验收，２００８年１０月—２００９年８月的平均进、出水水质见表２。表２　实际进、出水水质Ｔａｂ．２　Ａｃｔａｌｉｎｆｌｕｅｎｔａｎｄｅｆｆｌｕｅｎｔｑｕａｌｉｔｙ项目ＣＯＤ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＴＮ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＮＨ３－Ｎ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＴＰ／（ｍｇ·Ｌ－１）ＢＯＤ５／（ｍｇ·Ｌ－１）ＳＳ／（ｍｇ·Ｌ－１）ｐＨ进水３４２４１．２３２．５４．２５７６．５１２２．４７．５２出水４５．７６．９４２．８１０．５３３．２１２．２５７．９５　　由表２可见，该工艺对ＴＮ、ＮＨ３－Ｎ、ＴＰ、ＢＯＤ５、ＳＳ的去除效果相当好，深床滤池出水在色度方面有很大改善，出水感官效果非常好。目前该污水处理厂已达到设计处理量（２×１０４ｍ３／ｄ），直接运行成本为０．３８４元／ｍ３左右。５　结论南方某城镇污水处理厂采用美国ＳＴＳ公司Ａ／Ｏ工艺的ＳＤＦ（淹没生物滤池）和ＳＡＦ（淹没曝气滤池）的生物膜法，出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（ＧＢ１８９１８—２００２）的一级Ａ标准。参考文献：［１］　姜苏，周集体，郭海燕，等．一体化Ａ／Ｏ生物膜法处理生活污水［Ｊ］．中国给水排水，２００４，２０（５）：５７－５９．电话：[phone]Ｅ－ｍａｉｌ：[e-mail]收稿日期：２００９－０３－２３·３·ｗｗｗ．ｗａｔｅｒｇａｓｈｅａｔ．ｃｏｍ王伟锋，等：Ａ／Ｏ生物膜法（ＳＤＦ／ＳＡＦ）在污水厂的应用与调试第２５卷　第２２期