低碳源条件下A2O污水处理工艺活性污泥的培养

科技创新导报2013NO.16ScienceandTechnologyInnovationHerald创新技术科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald20近年来，随着我国南方城市居民生活水平的提高、用水量的增加，城市污水水质出现以下特性：即CODCr浓度越来越低，TN、TP浓度越来越高，污水的碳氮、碳磷质量比持续下降[1]。在福建省，部分城市（福州等地），有机物质量浓度（以CODCr计）常常低于200mg／L，碳氮、碳磷质量比相对较小[2]。大量实践经验表明，低碳源加上进水量及浓度波动大，特别是投产初期进水CODCr较低给污水厂的正常运行及达标排放带来极大的困难，许多污水处理厂存在出水氮、磷不达标的问题。目前大部分研究主要集中在污水处理厂运营过程中如何降低碳源无效利用以及减少处理过程中除磷脱氮对碳的需求[3-7]，对于运行初期产生了污泥培养难问题尚没有较多的实践案例加以探讨。该实践主要通过在福州连坂污水处理厂开展适用的培养方式及良好的过程控制，并辅以补充碳源等措施，在A2O工艺完成了活性污泥的接种驯化，使得该工艺具有一定的适应性及稳定性，可适应低碳源进水水质条件。1福州市连坂污水处理厂1.1连坂污水处理厂简介福州市连坂污水处理厂一期处理规模10万t/d，处理对象为生活污水，采用多模式A2O生物处理工艺，可实现多点进水和内外回流，具有水质水量变化及负荷冲击适应性强、处理效果稳定可靠、运行模式灵活、脱氮除磷高效等优点，处理后的尾水需达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B标准（表1、图1）。1.2连坂污水处理厂水质水量现状记录并监测实际进厂污水量及各项进水指标，采用一级处理方式观察A2O反应池在曝气状况下各指标变化情况，并测试所有设备的运转效果，确保后续活性污泥培养的稳定性和持续性。2活性污泥培养方式相应工艺运行模式2.1培养方式及工艺运行模式的确定城镇污水厂活性污泥的培养常分为自然培养法和接种培养法。自然培养法对于污水中的营养源有一定要求，需要具备良好的生化性能，一般B/C大于0.25为宜，其优点是培养的菌种适应当前的水质环境，抗冲击负荷能力强，出水水质更为稳定，但相应培养的周期较长。根据表2数据分析，进水水质各指标均较低，维持活性污泥系统稳定是出水持续达标的关键，目前的现状也决定了脱氮除磷效果不需过度强化。污水B/C为0.13，生化性能差，远低于0.25的限定值，且进水量不足设计处理量的20%（单组5万t/d处理能力），碳源总量低，因此确定活性污泥的培养采用接种驯化的方式，利用具有相同工艺的污水厂污泥进行接种，并投加玉米淀粉补充碳源。同时，考虑到进水量少而无法连续进水，为维持反应池内活性污泥浓度并短期增殖，在接种后将反应池调整为序批式周期运行，类似传统SBR模式，通过连续的闷曝及驯化以快速适应水质环境达到去除效果。反应池采用进水、曝气、静沉三个阶段周期运行，周期曝气时间初定2h，DO宜控制在2mg/L以下，同时曝气期间启动内回流防止因过曝而使污泥离散及内源消耗，培养后期根据污泥性状及出水水质调节进水点、外回流量及适量排出剩余污泥。2.2培养前准备工作培养前准备工作主要包括4个部份。(1)反应池池深6.5m，预先进水至6m；(2)反应池池容2100m3，以池内污泥浓度（MLSS）达到1000mg/L为接种目标，并考虑絮凝剂、污泥内源消耗及沉积底泥的影响，测算接种污泥450t（含水率80%），采用现场临时中转池二次稀释后泵送至指定区域；低碳源条件下A2O污水处理工艺活性污泥的培养黄应杰（福州创源同方水务有限公司福建福州350000）摘要：关键词：中图分类号：文献标识码：文章编号：序号基本控制项目进水出水1化学需氧量（CODcr）≤300mg/L≤60mg/L2生化需氧量（BOD5）≤150mg/L≤20mg/L3悬浮物（SS）≤200mg/L≤20mg/L4总氮（TN）≤40mg/L≤20mg/L5氨氮（NH3-N）≤25mg/L≤8mg/L6总磷（TP）≤4mg/L≤1mg/L7pH6～96～9表1设计进出水指标序号项目进厂数值1污水量0.8～1万t/d（单组5万t日处理能力）2COD72mg/L3BOD59mg/L4NH3-N8.4mg/L5TN12.3mg/L6TP1.24mg/L表2实际进厂水量和水质（表中数据为均值）ٚ߭ቆ৊຤ԭݝဦ߭ቆ჉ୁק෪׾৊຤ୁଉऺB3Pݒᆌ׾ದ຤৞त࿫ౄԭݝܾק׾ጭྔၩ۾ർ؜຤ୁଉऺ৊຤؜຤ࠞޅऐݝ೸ഘా࣮ୁྔ࣮ୁ࿫ౄ౪໫׾ۙব׾ӱ઀ྃ຤ऐዐ຤࣮ᆩౄէྔሏ࿫ౄ฻ᇆ࿫ౄ图1工艺流程图科技创新导报2013NO.16ScienceandTechnologyInnovationHerald创新技术科技创新导报ScienceandTechnologyInnovationHerald21(3)考虑到进水碳源严重不足，以玉米淀粉作为补充的碳源，现场购置10t，聚合氯化铝购置2t，根据水质情况在培养后期通过化学除磷方式辅助加强除磷和沉淀效果；(4)鼓风机、曝气器、搅拌器、回流泵、溶氧仪、污泥浓度计等相关设备联动试行。2.3污泥接种方案实施污泥接种过程如下：A、O段按3∶7投加污泥量，A段投加点靠近搅拌器位置，以第5、6格为主，占A段总投加量的70%，其余4格平均分配。O段污泥平均投加在前段和中段，投加污泥过程O段连续闷曝，控制DO在1mg/L以下。污泥投加初期，在O段前段及中段一次性均匀投加玉米淀粉2t。投加过程应注意即保证污泥充分搅起，又不致过曝内源消耗；同时给玉米淀粉充足的水解转化时间。此次接种历时3d完成，根据投加量将反应池内液位注水抬高至6.4m。经过连续闷曝，O段中段MLSS已达到1000～1200mg/L，即进入污泥驯化阶段。2.4污泥驯化培养驯化阶段反应池采用间歇运行模式，每天五周期，分别为进水1h→曝气2h→沉淀1.8h三个阶段。周期进水2000m3，采用A段第5格进水并投加玉米淀粉150kg，以迅速补充O段碳源；曝气阶段控制DO在2mg/L以下；由于反应池液位最高，经沉淀后进水即反应池出水，上清液经溢流口排至二沉池，活性污泥仍维持在反应池内。驯化阶段应持续进行反应池SV30、MLSS、COD、生物镜检和出水各项水质指标的检测，对重点参数跟踪变化趋势，为工艺调整提供数据参考。驯化过程中池内污泥在水力作用下往后推动，驯化第4天O段后段污泥浓度升至1600mg/L，故立即启动内回流，在周期曝气末期将尾段污泥回流至A段第三格以均匀分布池内污泥。根据镜检中菌胶团性状和微生物种类及活性判断污泥老化程度，为了控制泥龄及加强除磷效图2A2O功能区示意图天数出水指标（除pH外，其它指标单位：mg/L）BOD5CODSSpHNH3-NTNTP11560.4677.0923.1011.82.952253.4/6.7213.60/0.4633447.5/7.016.8312.71.424934.9/7.3010.7012.00.5795632.0/7.358.9412.90.5516434.3/7.555.8311.80.3797326.5/7.344.72/0.27281622.3227.581.448.180.3489830.1137.443.616.591.7910333.5147.296.008.484.0611932.477.265.117.292.4312829.367.314.336.710.78013423.7127.561.173.760.90414426.2118.060.393.840.18015224.387.690.343.450.16016526.6197.330.834.650.16017526.777.873.584.850.23618327.5177.724.6111.00.92819321.067.813.898.231.04820226.677.684.6412.60.77221223.877.304.1710.10.55622223.1117.594.179.650.17523224.977.484.8311.20.21624231.587.585.3110.90.236果于驯化第12天启动剩余污泥的排放，方式为进水末期提早曝气适量混合液排至二沉池。驯化培养第24天，反应池内O段中段MLSS已达2000mg/L，经检测各项出水指标均稳定达到一级B排放标准，故于第27天委托监测站对出水进行连续15d全项目跟踪监测全部达标。至此，活性污泥接种驯化培养完成，连坂厂转入正式运行。3结语目前市政建设中普遍存在污水管网建设滞后于污水处理厂建设的状况，导致运行初期水量少、浓度低，加大了污水处理厂污泥培养及稳定运行的难度。通过连坂污水处理厂活性污泥的接种驯化全过程，说明在低碳源条件下，通过适用的培养方式及良好的过程控制，并辅以补充碳源等措施，A2O工艺仍具有较强的适应性及稳定性，可实现低负荷运行。在实践过程中存在以下问题，需要加以注意：（1）随着水质水量的逐步上升，脱氮除磷效果需要不断强化，反应池将由间歇运行恢复为A2O连续运行模式，包括变点进水、内外回流等工艺运行的转换使活性污泥系统存在过渡适应期，出水水质可能波动。（2）碳源的投加由于水解不彻底，反应池面产生大量油脂。既增加了处理难度又加大了运行成本。在转入稳定运行后，由于活性污泥已具备低负荷水质适应性，在间歇运行阶段根据实际情况可减少甚至停止外加碳源的投加。参考文献[1]许劲．关于城市污水处理厂设计的若干问题讨论[J].给水排水，2001，27（7）：14-19.[2]何则芝.高氨氮、低碳氮比生活污水处理中的问题及解决方法[J].能源与环境，2009(3)：94-96.[3]黄力彦,王志宏,陈大志.低碳源城市污水生物处理方法研究进展[J].工业用水与废水,2012,43(3):4-7.[4]邱兆富,周琪,杨殿海,等．低碳氮比城市污水短程生物脱氮试验研究[J]．工业水处理，2006，26（11）：35-38．[5]李亚静,孙力平,李计元．SBR法处理低碳源城市污水处理除磷脱氮效果及规律研究[J]．天津城市建设学院学报，2006，12（2）：112-115．[6]杨殿海,宋拥好.低碳源、低能耗型改良A2/O工艺的脱氮除磷研究[J].中国给水排水,2006,22(23):18-21.[7]张杰,臧景红.A2/O工艺的固有缺欠和对策研究[J].给水排水,2003,29(3):22-25.表3驯化阶段出水水质汇总表৊຤ۅ৊຤ۅ৊຤ۅP܎B܎മ܎ዐ܎ࢫ܎2$3$4$5$6$7$ದ຤ർ؜຤ᅯୁ੨