探索低濃度進(jìn)水的城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行模式

張 灝 張海龍 方龍勝 鄭維海

（安徽國(guó)禎環(huán)保節(jié)能科技股份有限公司，安徽 合肥230088）

近年來(lái)，我國(guó)南方城市周邊新建了許多小型污水處理廠來(lái)處理城鎮(zhèn)生活污水。由于南方地區(qū)降水量偏大，地下水位高以及污水管網(wǎng)建設(shè)不夠完善而導(dǎo)致大多數(shù)污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)濃度較低，一般濃度范圍在34.0～90.0mg/L[1]。據(jù)調(diào)查，我國(guó)每年污水處理廠使用的電量約占總電量的3%左右[2]，而在節(jié)約電耗這方面還有很大的發(fā)展空間。

1 污水處理廠概況

該污水處理廠設(shè)計(jì)的日處理量為1.5 萬(wàn)噸，處理工藝采用改良的氧化溝工藝進(jìn)行生物脫氮除磷，該廠設(shè)計(jì)參數(shù)列于下表。

設(shè)計(jì)進(jìn)水與實(shí)際進(jìn)水參數(shù)parameters of design and pratical.

2 調(diào)試過程分析

由于實(shí)際運(yùn)行過程中的進(jìn)水有機(jī)物濃度低，污水處理廠一直處于低有機(jī)負(fù)荷的狀態(tài)，如果按照設(shè)計(jì)運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行，會(huì)出現(xiàn)“過曝”現(xiàn)象，導(dǎo)致污泥絮體分解，微生物死亡，污泥有機(jī)成分和活性降低，實(shí)際培養(yǎng)穩(wěn)定的污泥濃度為2000mg/L 左右。

間歇曝氣模式調(diào)試：通過查閱文獻(xiàn)資料，了解了前人對(duì)污水廠運(yùn)營(yíng)模式的調(diào)整方法，通過實(shí)際需求，對(duì)于氧化溝工藝運(yùn)行模式進(jìn)行了間歇曝氣的方式，比如曝氣3h，停曝5h；曝氣3h，停曝160min 等[4，5]，均能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，而且也大大的降低了能耗。根據(jù)本污水廠的實(shí)際情況，通過實(shí)驗(yàn)，探索運(yùn)行模式以間歇曝氣連續(xù)進(jìn)水為基礎(chǔ)，通過調(diào)整推流器的開啟時(shí)間，來(lái)進(jìn)一步降低能耗。一個(gè)周期為12h，分為三步驟，停推流進(jìn)水置換5h-推流曝氣3h- 推流不曝氣4h。因此我們需要先確定在污泥沉淀的過程中，污水進(jìn)入氧化溝置換的時(shí)間，同時(shí)要考慮污泥沉淀時(shí)間不能太長(zhǎng)，否則會(huì)影響污泥的活性[1]。

實(shí)驗(yàn)一：確定置換時(shí)間

先不進(jìn)水，連續(xù)曝氣8h 以后，開始進(jìn)水，不推流，不曝氣，每一個(gè)小時(shí)測(cè)一次氧化溝出水氨氮，COD 以及TP 和出水濃度，結(jié)果如圖1 所示。

連續(xù)6 個(gè)小時(shí)的測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)，出水水質(zhì)仍保持較低濃度。因此置換的過程從時(shí)間上來(lái)講，水流方向主要是以平流為主，空間上是混合流，類似于SBR 工藝的置換步驟，由于污泥不能長(zhǎng)時(shí)間沉淀于池底，且置換的水量應(yīng)滿足出水穩(wěn)定要求，根據(jù)實(shí)際情況，將置換時(shí)間定為5h。

圖1 連續(xù)曝氣8 小時(shí)后出水指標(biāo)Fig. 1 Parameters of effluent after aeration for 8 h.

實(shí)驗(yàn)二：確定曝氣時(shí)間

基于置換時(shí)間定為5h，因此先進(jìn)水置換5h 后，開始推流，使得氧化溝泥水混合（15min）后開始曝氣，同時(shí)每一個(gè)小時(shí)取樣化驗(yàn)測(cè)定出水氨氮、硝態(tài)氮、COD 的濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖2 所示。

圖2 曝氣6 h 檢測(cè)氨氮和COD 出水濃度Fig.2 Concentration of NH3-N and COD in effluent after aeration for 6 h.

從圖中可以看出，推流3h 污水混合均勻，此時(shí)開始連續(xù)曝氣6h。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，出水COD 和氨氮的濃度逐漸降低，曝氣3h 左右時(shí)，出水氨氮與硝態(tài)氮出現(xiàn)交叉，此時(shí)的去除效果較佳，且，滿足出水水質(zhì)的要求，因此將曝氣時(shí)間確定為3h。

實(shí)驗(yàn)三：確定推流時(shí)間以及模式運(yùn)行的穩(wěn)定性

圖3 推流每個(gè)小時(shí)測(cè)定的出水NH3-N 和NO3-N 的濃度（六組平行實(shí)驗(yàn)）Fig. 3 Concentration of NH3-N 和NO3-N ever hour when flowing（six days paralleling）

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出，推流4h 氨氮和硝態(tài)氮結(jié)果如圖3 所示，氨氮在不斷地增加，硝態(tài)氮在逐漸降低，推流4h 時(shí)氧化溝中氨氮的濃度上升為1 mg/L 左右，硝態(tài)氮去除率為60%左右。運(yùn)行模式設(shè)定為置換- 曝氣- 推流三個(gè)步驟為一個(gè)周期。每周期設(shè)定12h。

3 結(jié)論

連續(xù)進(jìn)水間歇曝氣模式適合本污水廠的水質(zhì)工藝，通過調(diào)整運(yùn)行模式，將置換- 曝氣- 推流作為一個(gè)循環(huán)，運(yùn)行周期為12h，持續(xù)運(yùn)行1 個(gè)月，出水水質(zhì)均能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)。此運(yùn)行模式結(jié)合SBR 工藝的特點(diǎn)，大大的降低使用能耗，能夠保證進(jìn)水水質(zhì)較低的情況下工藝的正常穩(wěn)定運(yùn)行，并使得出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。