進水溫度對污水處理A2/O工藝出水水質影響的研究

李 誠

(廣東省水利電力勘測設計研究院，廣州 510635)

文章編號：1006—2610(2015)02—0009—04

進水溫度對污水處理A2/O工藝出水水質影響的研究

李 誠

(廣東省水利電力勘測設計研究院，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，分析該水廠設計與實際運行情況的差異。以進水水溫(T)作為基本參數，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的影響以及在A2/O工藝設計中，溫度與水廠各項參數的對應關系。

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)作為現行較為成熟實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，從而實現氮和磷的同時去除。A2/O可以達到污水總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計過程中，溶解氧(DO)、總氮(TN)、總磷(TP)、固體懸浮物濃度(SS)、污泥負荷(K)、進水pH值、污泥齡(TS)、污泥回流比(RN)一直被作為水廠設計重要指標，但進水溫度(T)并未作為一個重要設計參數，常取經驗值18 ℃或20 ℃，這樣污水處理廠實際運行過程中，運行結果與設計計算結果不符，導致水廠實際出水水質達不到設計出水標準，影響水廠正常生產。

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，結合該水廠原設計指標與實際運行情況，就進水溫度(T)對水廠實際運行中存在的各種影響進行了研究和探討。

2 參數分析

2.1 設計參數

圖1 水廠工藝流程圖

根據以上參數設計的 A2/O工藝，按照設計要求，水廠出水水質應達到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，實際運行出水水質常無法達到原設計要求。水廠出水水質出現TP、TN、SS超出GB18918-2002《城鎮污水處理廠污染物排放標準》[2]要求，與此同時，A2/O工藝中剩余污泥量也呈非穩定線性變化，反應器中出現污泥堆積，導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 參數分析

分析水廠實際運行過程中進廠原水、出廠水質，結合厭氧、缺氧、好氧段各反應器設計參數及運行情況，排除水廠工藝選擇及構筑物建造過程中的問題。考慮水廠位于廣東省南部，該地區全年溫差不大且相對較高。經檢測，該水廠進水全年平均水溫20.7 ℃左右，與原設計進水溫度有較大出入，可以確定進水水溫的改變是影響水廠出水水質的一個重要因素。

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

分析圖3數據，對照該水廠A2/O工藝好氧段硝化反應，其反應速率隨溫度升高而加快,當溫度過低時,硝化菌的生命活動幾乎停止。硝化細菌比增長速率μ與溫度的關系為[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,在該溫度下對亞硝酸菌θ為1.12、對硝酸菌為1.07;μm、kd為經驗值，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的設計值直接與其冪指數T有關，這兩個系數的值將直接影響生物產量，從而決定曝氣池容積。在P去除的過程中，生物產量根據公式：

(2)

圖2 不同進水溫度與出水TN-N濃度的關系圖

圖3 不同進水溫度與出水BOD濃度的關系圖

圖4 不同進水溫度與出水總磷TP濃度的關系圖

圖4、5、6中數據表示該水廠出水氮、磷隨溫度變化關系。在A2/O工藝氮去除及硝化反硝化的計算過程中，活性污泥中異養細菌和硝化反應系數以及活性污泥動力學系數的典型值取值范圍常隨溫度的改變而變化。從該水廠實際的建造及運行結果來看，該系數常常在0.5附近。設計中按進水溫度18 ℃為參照，0.8為經驗值取值，導致缺氧段的反硝化反應速率偏小，厭氧硝化反應脫氮效果偏差，出水TN含量始終高于出水標準水量。

圖5不同進水溫度與出水總固體懸浮物SS濃度的關系圖

圖6 不同進水溫度與出水總氮TN濃度的關系圖

3 結 語

在進水水質及水廠設計參數不變的情況下，水廠設計進水溫度與其實際運行進水溫度的差異，意味著水廠出水水質無法達到原設計要求。考慮廣東該水廠設計進水水溫低于實際進水水溫，對原水進行降溫難度較大，最終采用在曝氣池內添加隔板減小曝氣池體積同時加大曝氣量；在缺氧反應段平行增加輔助池，延長厭氧段水力停留時間的方式，解決水廠現階段運行過程中出現的問題。

A2/O工藝設計中，原水水溫的取值直接影響水廠的運行結果。應在設計過程中充分地考慮水廠當地氣候條件及氣溫變化范圍，盡量避免運行過程中出水水質不達標需要對水廠進行二次建設。設計進水溫度與實際進水溫度偏差值不宜大于2 ℃，當設計進水溫度略低于實際進水溫度時，可以在水廠進水位置添加水池調節水溫以滿足設計要求。

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

[2] GB18918-2002,城鎮污水處理廠污染物排放標準[S].北京：中國環境科學出版社，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計工作.

TV213

A

10.3969/j.issn.1006-2610.2015.02.003