進(jìn)水溫度對污水處理A2/O工藝出水水質(zhì)影響的研究

李 誠

(廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，廣州 510635)

文章編號：1006—2610(2015)02—0009—04

進(jìn)水溫度對污水處理A2/O工藝出水水質(zhì)影響的研究

李 誠

(廣東省水利電力勘測設(shè)計(jì)研究院，廣州 510635)

以廣東省南部某采用A2/O工藝的生活污水處理廠為研究對象，分析該水廠設(shè)計(jì)與實(shí)際運(yùn)行情況的差異。以進(jìn)水水溫(T)作為基本參數(shù)，檢測該水廠在不同水溫條件下出水中固體懸浮物濃度(SS)、BOD濃度、總氮(TN)濃度、總磷(TP)濃度，分析溫度變化對出水指標(biāo)的影響以及在A2/O工藝設(shè)計(jì)中，溫度與水廠各項(xiàng)參數(shù)的對應(yīng)關(guān)系。

污水處理；A2/O工藝；溫度

1 概 述

厭氧/缺氧/好氧活性污泥法(A2/O)作為現(xiàn)行較為成熟實(shí)用的污水處理工藝被許多城市污水處理廠使用。該工藝在原有厭氧/好氧(A/O)除磷工藝的基礎(chǔ)上，增加一個缺氧流程，將部分混合的出流液由好氧段回流至缺氧段，從而實(shí)現(xiàn)氮和磷的同時(shí)去除。A2/O可以達(dá)到污水總BOD5去除率超過90%，固體懸浮物去除率超過90%，總氮去除率超過70%，總磷去除率超過90%[1]。

在采用A2/O工藝的污水處理廠設(shè)計(jì)過程中，溶解氧(DO)、總氮(TN)、總磷(TP)、固體懸浮物濃度(SS)、污泥負(fù)荷(K)、進(jìn)水pH值、污泥齡(TS)、污泥回流比(RN)一直被作為水廠設(shè)計(jì)重要指標(biāo)，但進(jìn)水溫度(T)并未作為一個重要設(shè)計(jì)參數(shù)，常取經(jīng)驗(yàn)值18 ℃或20 ℃，這樣污水處理廠實(shí)際運(yùn)行過程中，運(yùn)行結(jié)果與設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果不符，導(dǎo)致水廠實(shí)際出水水質(zhì)達(dá)不到設(shè)計(jì)出水標(biāo)準(zhǔn)，影響水廠正常生產(chǎn)。

本文以廣東省南部某市生活污水處理廠為例，采用A2/O工藝，結(jié)合該水廠原設(shè)計(jì)指標(biāo)與實(shí)際運(yùn)行情況，就進(jìn)水溫度(T)對水廠實(shí)際運(yùn)行中存在的各種影響進(jìn)行了研究和探討。

2 參數(shù)分析

2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)

圖1 水廠工藝流程圖

根據(jù)以上參數(shù)設(shè)計(jì)的 A2/O工藝，按照設(shè)計(jì)要求，水廠出水水質(zhì)應(yīng)達(dá)到BOD≤9.95 mg/L，TP≤0.22 mg/L，SS≤30 mg/L,TN(以N記)≤2 mg/L，TN≤8 mg/L。水廠建成后，實(shí)際運(yùn)行出水水質(zhì)常無法達(dá)到原設(shè)計(jì)要求。水廠出水水質(zhì)出現(xiàn)TP、TN、SS超出GB18918-2002《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》[2]要求，與此同時(shí)，A2/O工藝中剩余污泥量也呈非穩(wěn)定線性變化，反應(yīng)器中出現(xiàn)污泥堆積，導(dǎo)致原水中科生物降解的懸浮固體無法被有效地去除，出水SS偏高。

2.2 參數(shù)分析

分析水廠實(shí)際運(yùn)行過程中進(jìn)廠原水、出廠水質(zhì)，結(jié)合厭氧、缺氧、好氧段各反應(yīng)器設(shè)計(jì)參數(shù)及運(yùn)行情況，排除水廠工藝選擇及構(gòu)筑物建造過程中的問題。考慮水廠位于廣東省南部，該地區(qū)全年溫差不大且相對較高。經(jīng)檢測，該水廠進(jìn)水全年平均水溫20.7 ℃左右，與原設(shè)計(jì)進(jìn)水溫度有較大出入，可以確定進(jìn)水水溫的改變是影響水廠出水水質(zhì)的一個重要因素。

由于各類自然因素的影響，該水廠全年進(jìn)水溫度隨季節(jié)、氣候變化。在不改變水廠現(xiàn)有運(yùn)行參數(shù)的條件下，將水廠原水溫度T作為基本參數(shù)，對在不同原水進(jìn)水溫度下，水廠出水BOD濃度、TN、TP、SS及剩余污泥量Y進(jìn)行檢測。分析水廠出水水質(zhì)及運(yùn)行結(jié)果的變化是否與溫度的變化有直接聯(lián)系。其檢測結(jié)果見圖2～6。

分析圖3數(shù)據(jù)，對照該水廠A2/O工藝好氧段硝化反應(yīng)，其反應(yīng)速率隨溫度升高而加快,當(dāng)溫度過低時(shí),硝化菌的生命活動幾乎停止。硝化細(xì)菌比增長速率μ與溫度的關(guān)系為[3]:

μ(m,T)=μmθ(T-20),k(d,T)=k20(T-20)

(1)

式中:μm為在不同溫度下最大比增長速率;θ為溫度系數(shù),在該溫度下對亞硝酸菌θ為1.12、對硝酸菌為1.07;μm、kd為經(jīng)驗(yàn)值，μm在θ=1.07的情況下取值為6.0，而kd在θ=1.04的情況下取1.02[4]。μm、kd的設(shè)計(jì)值直接與其冪指數(shù)T有關(guān)，這兩個系數(shù)的值將直接影響生物產(chǎn)量，從而決定曝氣池容積。在P去除的過程中，生物產(chǎn)量根據(jù)公式：

(2)

圖2 不同進(jìn)水溫度與出水TN-N濃度的關(guān)系圖

圖3 不同進(jìn)水溫度與出水BOD濃度的關(guān)系圖

圖4 不同進(jìn)水溫度與出水總磷TP濃度的關(guān)系圖

圖4、5、6中數(shù)據(jù)表示該水廠出水氮、磷隨溫度變化關(guān)系。在A2/O工藝氮去除及硝化反硝化的計(jì)算過程中，活性污泥中異養(yǎng)細(xì)菌和硝化反應(yīng)系數(shù)以及活性污泥動力學(xué)系數(shù)的典型值取值范圍常隨溫度的改變而變化。從該水廠實(shí)際的建造及運(yùn)行結(jié)果來看，該系數(shù)常常在0.5附近。設(shè)計(jì)中按進(jìn)水溫度18 ℃為參照，0.8為經(jīng)驗(yàn)值取值，導(dǎo)致缺氧段的反硝化反應(yīng)速率偏小，厭氧硝化反應(yīng)脫氮效果偏差，出水TN含量始終高于出水標(biāo)準(zhǔn)水量。

圖5不同進(jìn)水溫度與出水總固體懸浮物SS濃度的關(guān)系圖

圖6 不同進(jìn)水溫度與出水總氮TN濃度的關(guān)系圖

3 結(jié) 語

在進(jìn)水水質(zhì)及水廠設(shè)計(jì)參數(shù)不變的情況下，水廠設(shè)計(jì)進(jìn)水溫度與其實(shí)際運(yùn)行進(jìn)水溫度的差異，意味著水廠出水水質(zhì)無法達(dá)到原設(shè)計(jì)要求。考慮廣東該水廠設(shè)計(jì)進(jìn)水水溫低于實(shí)際進(jìn)水水溫，對原水進(jìn)行降溫難度較大，最終采用在曝氣池內(nèi)添加隔板減小曝氣池體積同時(shí)加大曝氣量；在缺氧反應(yīng)段平行增加輔助池，延長厭氧段水力停留時(shí)間的方式，解決水廠現(xiàn)階段運(yùn)行過程中出現(xiàn)的問題。

A2/O工藝設(shè)計(jì)中，原水水溫的取值直接影響水廠的運(yùn)行結(jié)果。應(yīng)在設(shè)計(jì)過程中充分地考慮水廠當(dāng)?shù)貧夂驐l件及氣溫變化范圍，盡量避免運(yùn)行過程中出水水質(zhì)不達(dá)標(biāo)需要對水廠進(jìn)行二次建設(shè)。設(shè)計(jì)進(jìn)水溫度與實(shí)際進(jìn)水溫度偏差值不宜大于2 ℃，當(dāng)設(shè)計(jì)進(jìn)水溫度略低于實(shí)際進(jìn)水溫度時(shí)，可以在水廠進(jìn)水位置添加水池調(diào)節(jié)水溫以滿足設(shè)計(jì)要求。

[1] Henze, M.Capabilities Of Biological Nitrogen Removal Processes From Wastewater [J].Water Science Technology,1991,(23):669-679.

[2] GB18918-2002,城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2003.

[3] T. George, L.B. Franklin , Stensel ,H.D.Wastewater Engineering :Treatment And Reuse[C]//4thed, Metcalf& Eddy, Inc.2003.

[4] Grandy, C.P.L.Jr., G.T. Daigger, and H.C. Lim. Biological Wastewater Treatment[C]//2ded, Marcel Dekkler, Inc.1999.

[5] ATV-DVWK -M 368E,German ATV-DVWK-Rules and Standards .Biological Stabilization of Sewage Sludge[S].2003.

[6] Stensel ,H.D.,G.Horne .Evaluation Of Denitrificaiton Kinetics At Wastewater Treatment Facilities[C]//Proceedings, Research Symposium, Water Environment Federation 73rd Annual Conference& Exposition, Anaheim, CA.2000.

Study on Impacts From Incoming Water Temperature on Quality of Outgoing Water Treated by A2/0 Technology

LI Cheng

(Guangdong Hydropower Planning and Design Institute, Guangzhou 510635,China)

With the domestic sewage treatment plant applying A2/O technology in southern Guangdong province as the study object, difference between design and actual operation of the treatment plant is analyzed. The incoming water temperature (T) is worked as the basic parameter,SSconcentration, BOD concentration, TN concentration and TP concentration in the outgoing water of the treatment plant at the different water temperature are inspected. Impacts on the indexes of the outgoing water by temperature variation as well as the corresponding relationship between temperature and parameters of the treatment plant in design A2/O technology are analyzed.

sewage treatment; A2/0 technology; temperature

2015-03-09

李誠(1989- ),男,湖北省襄樊市人,助理工程師，主要從事水廠給排水設(shè)計(jì)工作.

TV213

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2015.02.003