常規(guī)A/O工藝中污泥回流工藝的改造

1.前言

隨著工業(yè)的發(fā)展和水資源的日益短缺，人們?cè)絹碓街匾暪I(yè)廢水的處理和回用，而A/O工藝即活性污泥法是最常用的工業(yè)廢水處理方法?；钚晕勰喾ㄊ抢萌斯づ囵B(yǎng)的微生物菌種，分解氧化污水中可生物降解的有機(jī)物，將其與污水分離，使污水得到凈化。在富氧條件下，有機(jī)物被好氧微生物代謝分解氧化，從需要耗氧的不穩(wěn)定狀態(tài)變成不再需要耗氧的狀態(tài)，變成二氧化碳和水，一輩子。A/O活性污泥法就是一個(gè)典型的例子。該工藝不僅能在脫氮除磷的同時(shí)去除污水中的有機(jī)物，凈化水質(zhì)，而且操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高，運(yùn)行穩(wěn)定性好。因此，在工業(yè)廢水處理中得到了廣泛的應(yīng)用。王洪剛等人采用典型的A2/O系列工藝，污泥負(fù)荷為0.03 ~ 0.20kg bo D5/(kg·MLSS·d)，污泥回流50% ~ 100%，后續(xù)臭氧高級(jí)氧化處理，成功實(shí)現(xiàn)了出水達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。李等采用A2/O2生物濾池工藝處理焦化廢水系統(tǒng)。填料表面形成穩(wěn)定的生物膜后，COD去除率達(dá)到80%以上，氨氮去除率也達(dá)到60%以上。

為了進(jìn)一步挖掘A/O工藝的潛力，控制污泥回流方式和保持污泥活性是兩個(gè)關(guān)鍵因素?；钚晕勰嗟男阅茉诤艽蟪潭壬蠜Q定了系統(tǒng)的處理能力。合理控制污泥回流不僅可以在很大程度上保留污泥的活性，還可以提高整個(gè)系統(tǒng)承受負(fù)荷沖擊的能力。楊曉楠等通過中試證明，回流比對(duì)COD的去除率影響不大，但提高了氨氮和總氮的去除率。合理的回流比增加了系統(tǒng)中的污泥濃度。當(dāng)回流比達(dá)到200%時(shí)，氨氮呈下降趨勢(shì)，總氮的去除率與氨氮的去除率基本一致。劉等人不斷調(diào)整A/O工藝，將硝化液回流調(diào)整到100%，污泥回流調(diào)整到400 m3/h，通過延長(zhǎng)水力停留時(shí)間和污泥齡，使工藝具有較強(qiáng)的負(fù)荷抗沖擊能力，出水NH3-N在0.5mg/L以下，COD在50 mg/L以下

2.原始工藝流程

項(xiàng)目主要采用氣浮、生化預(yù)處理、鐵炭微電解、絮凝沉淀、水解酸化、A/O工藝和深度處理工藝(臭氧高級(jí)氧化、反硝化、生物接觸氧化、ICB濾池)處理精細(xì)化工廢水、農(nóng)藥廢水、磷酸亞鐵鋰廢水(也稱新能源廢水)、農(nóng)藥廢水和生活污水。流程如圖1所示。

3.工藝改造和新措施

3.1流程轉(zhuǎn)換

考慮到新能源廢水氨氮和COD低，屬于無機(jī)廢水，不需要水解酸化和微電解分解。同時(shí)，為了進(jìn)一步降低預(yù)處理系統(tǒng)的運(yùn)行負(fù)荷，新能源廢水可直接在O/A工藝中處理達(dá)標(biāo)排放。具體轉(zhuǎn)換如下:

農(nóng)藥廢水和精制廢水仍保持原處理路徑，進(jìn)入調(diào)節(jié)池，泵入曝氣池，然后進(jìn)行后續(xù)生化處理。新能源廢水和生活污水中污染物濃度相對(duì)較低。不經(jīng)過前面的預(yù)處理系統(tǒng)，直接進(jìn)入HAF，與預(yù)處理后的精制廢水匯合，進(jìn)一步生化處理，確保最終出水達(dá)標(biāo)排放。

3.2污泥區(qū)回流

在原有排泥管道的基礎(chǔ)上，增加或更換更多的污泥回流管道；

(1)原二沉池的污泥回流至HAF池而非FSBBR池，好氧菌仍回流至好氧池。

原來二沉池的活性污泥回流到HAF，導(dǎo)致好氧菌大多因?yàn)椴贿m應(yīng)缺氧環(huán)境而失活，氨氮和COD的去除率大大降低。(1)改造后，好氧菌和厭氧菌分區(qū)返回好氧池(FSBBR池)，即二沉池中的好氧菌仍返回好氧池(FSBBR池)，相似的生活環(huán)境也在很大程度上保持了細(xì)菌的活性。通過控制合適的回流比，氨氮和COD的去除率大大提高。

(2)增加污泥池至調(diào)節(jié)池、FSBBR池、二沉池至調(diào)節(jié)池的污泥回流管道。

原有的污泥回流管道比較簡(jiǎn)單，除了(1)中提到的錯(cuò)誤回流方式，只實(shí)現(xiàn)了污泥從立式沉淀池1回流到調(diào)節(jié)池。由于系統(tǒng)排出的活性污泥過多，系統(tǒng)無法承受來自前一工藝的水質(zhì)和負(fù)荷的雙向沖擊。該裝置從建成到改造調(diào)試了一年多。系統(tǒng)排水中氨氮、COD、總氮數(shù)據(jù)波動(dòng)較大。峰值出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)幾乎完全喪失去除氨氮和總氮的能力，水質(zhì)超過排放標(biāo)準(zhǔn)5倍以上。

(2)中增加三根泥管主要是增加整個(gè)系統(tǒng)處理來自前一工藝的水質(zhì)和負(fù)荷雙向沖擊的能力，即一旦進(jìn)水有負(fù)荷沖擊或含有少量硫磺等有毒有害物質(zhì)，導(dǎo)致前一預(yù)處理系統(tǒng)中的活性污泥部分失活， 未受沖擊的后期活性污泥可通過這三條泥管返回到前一系統(tǒng)重新利用，以盡快恢復(fù)預(yù)處理系統(tǒng)的性能，維持整個(gè)裝置的出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)排放。

(3)增加從調(diào)節(jié)池到FSBBR池的超馳管道。

在進(jìn)水氨氮和COD負(fù)荷較低的情況下，為避免因營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)缺乏導(dǎo)致后A/O系統(tǒng)處理能力下降，增加了(3)中的超馳管道，旨在將調(diào)節(jié)池中的氨氮、COD等營(yíng)養(yǎng)源部分補(bǔ)充至后A/O系統(tǒng)，以保持整個(gè)系統(tǒng)的污泥活性在低負(fù)荷下平穩(wěn)運(yùn)行。

經(jīng)過上述三項(xiàng)技術(shù)改造措施后，前段預(yù)處理系統(tǒng)不僅處理負(fù)荷降低，而且系統(tǒng)可以應(yīng)對(duì)多條污泥回流管道在不同負(fù)荷和水質(zhì)下的雙向沖擊。此外，通過后續(xù)的調(diào)試工作和排水水質(zhì)進(jìn)一步證實(shí)，回流的活性污泥性能良好，細(xì)菌的活性得到了很大程度的保留。

改造后的新工藝流程如圖2所示。

4.結(jié)果和討論

為了進(jìn)一步證實(shí)上述三項(xiàng)技改措施的效果，我們收集了大量數(shù)據(jù)進(jìn)行改造前后的對(duì)比，包括中間的水解酸化池和主出口外排，類比項(xiàng)目包括氨氮、COD和總氮。

4.1改造措施對(duì)水解酸化池出水氨氮和COD的影響

水解酸化池(ECHAP)是一個(gè)裝有FSB多孔礦物填料的中間池。填料是微生物的載體，可以固定和保留大量的微生物。池內(nèi)進(jìn)行微曝氣，使整個(gè)池處于兼氧狀態(tài)。兼性細(xì)菌作為優(yōu)勢(shì)菌群，可以分解水中難降解的大分子有機(jī)物。ECHAP不僅能起到傳統(tǒng)調(diào)節(jié)池調(diào)節(jié)水質(zhì)、平衡水量的作用，還能起到豐富的微生物菌群對(duì)廢水進(jìn)行預(yù)降解的作用，改善了后端系統(tǒng)的工作環(huán)境，使各構(gòu)筑物更好地發(fā)揮作用。由此可見，ECHAP在整個(gè)系統(tǒng)中起著承上啟下的作用，其出水水質(zhì)的好壞極大地影響著整個(gè)系統(tǒng)的處理能力和主排放的水質(zhì)是否達(dá)標(biāo)。

4.2改造措施對(duì)系統(tǒng)排水中氨氮和COD的影響

這個(gè)系統(tǒng)的外排水排到園區(qū)的一個(gè)污水集中站，外排水的水質(zhì)也有嚴(yán)格的執(zhí)行范圍:氨氮

5.結(jié)論

通過以上工程實(shí)例的改造，我們知道污泥回流的環(huán)境非常重要。相似的生活環(huán)境可以在很大程度上保留活性污泥的處理活性。反之，細(xì)菌可能因無法適應(yīng)新環(huán)境而失活，即系統(tǒng)失去原有的處理能力。經(jīng)過上述一系列改造，調(diào)試一年多排水不達(dá)標(biāo)的情況在一個(gè)月內(nèi)恢復(fù)正常，系統(tǒng)排水氨氮、總氮、COD均達(dá)到園區(qū)污水站接水標(biāo)準(zhǔn)。(來源:中鹽昆山有限公司、中鹽安徽紅四方有限公司)

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