多点进水倒置A2O工艺处理某工业园污水朱易春

多点进水倒置A2/O工艺处理某工业园污水朱易春1，2，冯秀娟1，杜茂安2（1.江西理工大学建筑与测绘工程学院，江西赣州341000；2.哈尔滨工业大学市政环境学院，黑龙江哈尔滨150090）［摘要］针对某大型工业园综合污水氮磷含量高的特点，应用多点进水倒置A/A/O工艺处理该工业园排放的综合污水，通过改变内回流的回流点及回流比例，使倒置A/A/O工艺可以根据进水水质，既可按缺氧—厌氧—好氧顺序运行，也可按照厌氧—缺氧—好氧顺序运行，而多点进水方式可以有效地解决反硝化菌和聚磷菌对有机底物的竞争。采用该工艺处理后出水可达标排放。对该工程设计的主要设计参数及主要工艺设计特点进行了介绍。［关键词］倒置A2/O工艺；同步脱氮除磷；污泥好氧消化［中图分类号］X703.1［文献标识码］B［文章编号］1005-829X（2011）03-0077-04Applicationofmulti-siteinfluentinvertedA2/OprocesstothewastewatertreatmentinanindustrialparkZhuYichun1，2，FengXiujuan1，DuMaoan2（1.InstituteofArchitectureandSurveying，JiangxiUniversityofScienceandTechnology，Ganzhou341000，China；2.SchoolofMunicipalandEnvironmental，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150090，China）Abstract：Aimingatthehighnitrogen/phosphoruscontentintheintegratedwastewaterinanindustrialpark，themulti-siteinvertedA2/Oprocesshasbeenappliedtotheintegratedwastewatertreatmentinanindustrialpark.Theinnerrefluxpointandrefluxratioaretobechanged.Then，accordingtotheinfluentwaterquality，theinvertedA2/Oprocesscanbeoperatedinsequenceofanoxic-anaerobic-aerobicandcanalsobeoperatedinsequenceofanaero-bic-anoxic-aerobic.Theapplicationofmulti-siteinfluentcansolvethecompetitivesubstrateconcentrationbetweendenitrifyingbacteriaandpolyphosphateaccumulatingorganisms.Everyindexofitseffluentcanreachthedischargestandard.Themaindesignparametersandmaindesigncharacteristicsoftheengineeringdesignprocessareintro-duced.Keywords：invertedA2/Oprocess；synchronousdenitrificationanddephosphorization；sludgeaerobicdigestion某大型工业园污水排放量为5万m3/d，由于工业园内有几家化肥厂，其排放的废水中氮磷含量较高，导致整个工业园污水的氮磷含量较一般的城市污水要高，特别是总磷含量很高。为了达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级B类的排放标准，必须选用除磷效果好的工艺。1工程概况该工业园位于华东某地区，因该工业园内有甜菜制糖、重钨酸氨制品及含铬等工业企业，其排放的废水可能对常规生物处理工艺造成影响，故要求其中几个相关企业采用预处理工艺先进行相应的处理，使其排入工业园废水收集管网时必须达到《污水排入城市下水道水质标准》（CJ3082—1999）。根据当地环保部门的监测数据并按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）规定的排入Ⅲ类水域的出水应执行一级B类标准，确定了该污水处理工程进出水水质，结果见表1。表1污水处理厂进出水水质mg/L［基金项目］江西省科技厅科技支撑计划项目（2009BSB08800）经验交流项目CODCrBOD5SSNH3-NTNTP进水（平均）35524034036495.8出水≤60≤20≤20≤8≤20≤1.0第31卷第3期2011年3月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol．31No．3Mar．，2011772处理工艺及流程2.1污水处理工艺的确定《室外排水设计规范》（GB50014—2006）将A2/O作为除磷脱氮的主体推荐工艺，目前我国许多污水处理厂都采用A2/O工艺〔1〕。但是从近几年该工艺的运行效果〔2-4〕来看，传统的A2/O工艺把缺氧反硝化置于厌氧区之后，反硝化效果受到碳源量的限制，同时大量的未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区，干扰了厌氧释磷的正常运行，最终影响到整个工艺的除磷脱氮效果。为避免传统A2/O工艺回流硝酸盐对厌氧释磷的影响，对传统的A2/O工艺进行改良，将缺氧池置于厌氧池之前，来自二沉池的回流污泥和原污水以及50%~150%的回流混合液均进入缺氧段，回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氧，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化了除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，缺氧段污泥浓度可较好氧段高出50%。倒置A2/O工艺中，聚磷菌在厌氧池释磷后直接进好氧池，具有很强的吸磷动力，磷的去除效率高；回流污泥可以全部经历完整的释磷、吸磷过程，故在除磷方面具有“群体效应”优势；缺氧段在厌氧段前，反硝化优先获得碳源，系统的脱氮能力增强；工程上采取适当措施可以将回流污泥和内循环合并为一个外回流系统，因而流程简捷，宜于推广。设置多点进水，可根据不同进水水质、不同季节情况下生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配至缺氧段和厌氧段的进水比例，反硝化作用能够得到有效保证，系统中的除磷效果也有保证〔5〕。多点进水倒置A2/O工艺流程如图1所示。图1多点进水倒置A2/O工艺流程2.2污泥处理工艺的确定污泥处理的方法及流程的选择与当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素有关。本设计从节能和资源再利用两方面考虑，选择重力浓缩和中温厌氧二级消化后进行机械脱水的处理工艺。污泥在厌氧条件下由兼性菌转型为厌氧菌降解污泥中的有机物，生成CO2、CH4，使污泥得到稳定。泥饼的最终处置是运送至垃圾填埋场进行卫生填埋。2.3除臭工艺的确定《室外排水设计规范》（GB50014—2006）中规定，格栅、泵房、曝气沉砂池及污泥贮存、处理设施等主要产臭区域需设置除臭设施。目前主要除臭工艺为化学除臭和生物除臭两大类。本工艺根据生物除臭所具有的各类优点选择生物除臭工艺。3主要处理单元3.1格栅因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管口、孔口和损坏辅助设施。本设计采用粗格栅和细隔栅进行隔渣，分别设置在污水泵房前后，以去除不同大小的废渣，由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。（1）进水粗格栅。本设计采用2组粗格栅。设计流量：Q=5.0万m3/d，N=1.5kW；栅宽1.77m，栅条间距20mm；过栅流速0.9m/s，格栅倾角60度，栅前水深0.8m。（2）进水细格栅。本设计采用2组细格栅，设在沉砂池前。设计流量：Q=5.0万m3/d，N=1.1kW；栅宽1.77m，栅条间距10mm；过栅流速0.9m/s，格栅倾角60度，栅前水深0.8m。3.2曝气沉砂池沉砂池的主要作用是利用物理原理去除比重约为2.65的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒和砾石。本设计采用能作旋流运动产生离心力的曝气沉砂池。曝气沉砂池对污水也可起到预曝气作用。污水经泵房提升后，经过进水管道、集水井、配水渠道均匀地进入沉砂池。本设计采用2组沉砂池，每个沉砂池平面尺寸为12m×1.5m，每池内有2个沉砂斗，有效水深2m。设池内流速0.1m/s，停留时间为2min。沉砂室所需容积：设T=2d，V=3m3，每个沉砂斗容积V0=0.75m3。沉砂斗各部分尺寸：斗底宽0.5m，斗壁与水平面成55°，斗高0.7m，上口宽1.5m。采用机械排砂，横向池底坡度为0.1，坡向砂斗，沉砂室高度0.85m，超高0.3m，池总高度3.15m。3.3初沉池初沉池作为二级污水处理厂的预处理构筑物一般设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮经验交流工业水处理2011－03，31（3）78物质（SS约可去除40%～55％以上），同时也可去除部分BOD5（约占总BOD5的20％～30％，主要是非溶解性BOD），以改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷。本设计采用成本较低、运行较好的平流式沉淀池，该池施工简易，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。本设计共设2座初沉池，每座初沉池的设计流量为0.289m3/s，沉淀池的平面尺寸为44m×12m，沉淀部分有效水深3m，表面负荷q=2.0m3/（m2·h），沉淀时间1.5h，沉淀部分有效容积1560m3，沉淀池为2格，采用行车式机械吸泥机排泥，排泥机械的行进速度为0.6m/min，刮泥板缓冲层0.3m，超高0.3m，沉淀池总高度3.6m。3.4生物反应池原污水、二沉池回流污泥及好氧池回流硝化液均进入缺氧池中，本阶段反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液及污泥中带入的NO3--N和NO2--N还原为N2释放至空气中，因此此阶段出水中BOD5下降，NO3--N也大幅度下降，而磷的变化很小。在厌氧池中，经过反硝化反应的富含磷的聚磷菌污泥和污水进入池中，同时根据进水水质采用多点进水方式使部分原水进入厌氧池补充碳源；本段主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD下降；另外，NH4+-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH4+-N小幅度下降。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，有机氮被氨化继而被硝化，使NH4+-N显著下降，但随着硝化过程的进行，NO3--N增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，浓度显著下降。整个工艺的关键在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸盐回流到缺氧池后，可以从原污水得到充足的有机物，使反硝化脱氮得以充分进行，有利于降低出水中的硝酸氮，同时也可以解决利用微生物的内源代谢物质作为碳源的碳源不足问题，改善出水水质。所以，A2/O工艺因不同环境条件、不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物（CODNB）能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高了对CODNB的去除效果。该工艺具有同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取及去除等功能。多点进水倒置A2/O工艺能够有效解决A2/O工艺空间布局不合理及厌氧区碳源不足影响污泥释磷的问题，具有同时脱氮除磷的优势。本设计设2组A2/O池。好氧池平均泥龄为8.2d，好氧池出水分量c=0.64，d=0.36（出水分量c经硝化处理，出水分量d未经硝化处理），好氧池污泥质量浓度为2.5g/L；缺氧池泥龄为1d，污泥质量为2.3g/L。总污水分配系数α=0.43（缺氧池），β=0.57（厌氧池）。总水力停留时间取8h，HRT（厌氧池）∶HRT（缺氧池）∶HRT（好氧池）＝1∶1∶3。缺氧池有效容积1680m3，厌氧池有效容积1680m3，好氧池有效容积5040m3。生物反应池单组池容积8400m3，有效水深4.0m，采用10廊道式推流式反应池，廊道宽6.0m，单组反应池长度35m，反应池总高度5.0m。3.5二沉池二沉池是活性污泥处理系统