摘要:介紹了邯鄲市西污水處理廠改良型氧化溝工藝流程,探討了曝氣系統(tǒng)的DO、MLSS、泥齡和排泥等運(yùn)行參數(shù)的控制問題。通過對(duì)各參數(shù)進(jìn)行分析和優(yōu)化調(diào)整,最終使該工藝具有較好的脫氮除磷效果。

關(guān)鍵詞:工藝,改良氧化溝,脫氮除磷,優(yōu)化控制

邯鄲市西污水處理一期工程設(shè)計(jì)處理能力為104m3/d,服務(wù)面積約50km2,服務(wù)人口約45萬處理生活污水約占65%,工業(yè)廢水約占35%。該于2004年5月建成投產(chǎn)。受收水管網(wǎng)及收水率制目前實(shí)際處理量為8.5×104m3/d。運(yùn)行實(shí)踐表明污水廠的出水水質(zhì)始終優(yōu)于GB8978—1996《污合排放標(biāo)準(zhǔn)》的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

1工藝流程

該廠采用改良型自流式氧化溝工藝， 將氧化溝和厭氧選擇池合建為一個(gè)處理單元。它是一個(gè)多溝串聯(lián)系統(tǒng)， 分為兩組， 每組8個(gè)廊道， 共安裝24 臺(tái)轉(zhuǎn)碟曝氣機(jī)， 其中單、雙速轉(zhuǎn)碟各12 臺(tái)， 在各溝道內(nèi)交替均勻布置。進(jìn)水與回流污泥在厭氧選擇池內(nèi)均勻混合后進(jìn)入氧化溝， 在溝內(nèi)往復(fù)循環(huán)流動(dòng)。氧化溝的出水進(jìn)入輻流式沉淀池， 進(jìn)行泥水分離。泥水分離后一部分出水排放至輸元河， 另一部分則排入市內(nèi)沁河， 作為景觀用水。污泥通過剩余污泥泵房排入污泥濃縮池及脫水機(jī)房進(jìn)行相應(yīng)處理， 最終進(jìn)行填埋或制肥。改良氧化溝的平面圖如圖1所示。

2 工藝優(yōu)化控制
改良氧化溝工藝是集有機(jī)物降解、脫氮、除磷3種功能于一體的生物處理技術(shù)。其運(yùn)行控制應(yīng)同時(shí)滿足各項(xiàng)功能要求。針對(duì)該廠的進(jìn)水水質(zhì)特點(diǎn)， 在總結(jié)氧化溝工藝長(zhǎng)期運(yùn)行控制經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上， 得出了具體的優(yōu)化控制方式。
2.1 對(duì)曝氣系統(tǒng)DO 的控制脫氮、除磷工藝中， 不同區(qū)域?qū)�供氧量需求的不同。若太低�?huì)抑制硝化作用， 太高則會(huì)使DO 隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)， 影響聚磷菌的釋磷， 而且會(huì)使聚磷菌在好氧區(qū)消耗過多的有機(jī)物， 從而影響對(duì)磷的吸收。該廠在實(shí)際運(yùn)行控制中， 根據(jù)在線DO 儀和便攜式DO 儀監(jiān)測(cè)各段曝氣量， 通過調(diào)整曝氣轉(zhuǎn)碟開啟臺(tái)數(shù)或葉輪轉(zhuǎn)速來控制供氧量。由于氧化溝內(nèi)MLSS 較高（一般可達(dá)到4 000 ～ 5 800 mg/L）， 因此DO控制范圍在缺氧區(qū)為0.3 ～ 0.7 mg/L， 在好氧區(qū)為2.0 ～3.2 mg/L。通過對(duì)DO的有效控制， 使該氧化溝工藝的除磷效果始終能保持在較高的水平。
2.2 對(duì)MLSS 的控制
傳統(tǒng)除磷理論認(rèn)為， 排除的剩余污泥量越多， 即泥齡越短， 對(duì)磷的去除率就會(huì)越高， 但加大排泥量必然會(huì)導(dǎo)致MLSS降低。由于低的MLSS不利于膜氮效果， 因此工藝中要對(duì)MLSS適當(dāng)控制才能同時(shí)滿足脫氮、除磷功能要求。該廠的MLSS 設(shè)計(jì)值為4 500 mg/L， 運(yùn)行時(shí)除磷效果并不是很理想， 經(jīng)過調(diào)整并逐漸減少排泥量， 在將MLSS 提高至5 000 mg/L左右時(shí)發(fā)現(xiàn)除磷效果更好， 也相應(yīng)地保證了系統(tǒng)較好的硝化、脫氮效果。表1為MLSS調(diào)整前后的效果對(duì)比表。

由表1可見， 調(diào)整后的脫氮、除磷效果均優(yōu)于設(shè)計(jì)值。因此， 該廠工藝優(yōu)化控制將MLSS 設(shè)為5 000 mg/L左右。經(jīng)監(jiān)測(cè)實(shí)際的MLSS值一般在4 000 5 800mg/L范圍內(nèi)， 處理效果良好。當(dāng)然MLSS也不能過高， 有時(shí)受季節(jié)影響造成不能正常排泥， 氧化溝內(nèi)MLSS曾增至7 000 mg/L以上， 并導(dǎo)致局部出現(xiàn)污泥膨脹現(xiàn)象， 導(dǎo)致運(yùn)行能耗相應(yīng)增加15％ ～ 20%， 所幸出水水質(zhì)未曾受到影響。
2.3 對(duì)泥齡和排泥的控制
對(duì)于生物脫氮除磷工藝而言， 泥齡是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)， 硝化菌和聚磷菌功能發(fā)揮在泥齡要求上存在著矛盾。生物脫氮過程要求有較長(zhǎng)的泥齡，一般＞ 3 ～ 5 d， 有的甚至長(zhǎng)達(dá)10 ～ 15 d， 以滿足世代時(shí)間較長(zhǎng)的硝化菌生長(zhǎng)增殖的需要。生物除磷是通過排除富磷的剩余污泥來實(shí)現(xiàn)， 泥齡控制在3.5 ～ 7 d。在污水處理工藝系統(tǒng)設(shè)計(jì)及運(yùn)行中， 一般是將泥齡控制在一個(gè)較窄的范圍內(nèi)， 以兼顧脫氮與除磷的需要。為取得較好的脫氮除磷效果， 該氧化溝系統(tǒng)的設(shè)計(jì)泥齡采用18 d， 實(shí)際泥齡控制在16 ～ 19 d， 一般TN 、TP 的去除率可分別達(dá)到45%、75%以上。
在排泥控制過程中， 除用泥齡核算排泥量外， 還需保持系統(tǒng)中穩(wěn)定的MLSS 和MLVSS， 通過排泥使MLSS保持在4 600 ～ 5 400 mg/L、MLVSS保持在2 300 ～2 700 mg/L。在實(shí)際運(yùn)行過程中， 按上述范圍進(jìn)行操作控制， 均能獲得穩(wěn)定、優(yōu)良的出水水質(zhì)。
2.4 BOD5 /TN和BOD5 /TP
污水的BOD5 /TN 是影響脫氮效果的一個(gè)重要因素。由于活性污泥中硝化菌所占的比例較小， 且產(chǎn)率比異養(yǎng)菌低得多， 兩者融合競(jìng)爭(zhēng)底物和溶解氧， 會(huì)抑制硝化菌的生長(zhǎng)繁殖， 因此硝化菌的比例與污水的BOD5 /TN 值相關(guān)。該氧化溝運(yùn)行中應(yīng)控制其值＞ 4.0。硝化則與BOD5
負(fù)荷有關(guān)。
有資料顯示， 當(dāng)BOD5負(fù)荷＜ 0.15 kg BOD5 /（kgMLSS•d） 時(shí)， 處理系統(tǒng)的硝化反應(yīng)才能順利進(jìn)行。在實(shí)際操作控制中， 將該廠氧化溝系統(tǒng)的污泥負(fù)荷保持在0.06 ～ 0.13 kgBOD5 /（kgMLSS•d） 左右， 硝化率＞ 70%。污水生物脫氮除磷工藝中厭氧區(qū)有機(jī)基質(zhì)的含量、種類及其與微生物營(yíng)養(yǎng)物之間的比例關(guān)系（主要指BOD5 /TP）是影響聚磷菌攝磷效果的一個(gè)不可忽視的控制因素。其值越大則釋磷效果越好， 對(duì)后續(xù)除磷越有利， 尤其是進(jìn)水中易降解有機(jī)物的含量越高越好。
有研究表明， 若要使出水中磷含量控制在1.0 mg/L以下， 進(jìn)水中BOD5 /TP 應(yīng)控制在20 ～ 30。通過實(shí)際運(yùn)行控制發(fā)現(xiàn)， 該廠進(jìn)水水質(zhì)的BOD5 /TP =54、BOD5 /TN = 3.4。BOD5 /TP及其他參數(shù)均能很好地滿足系統(tǒng)運(yùn)行需要； BOD5 /TN ＜ 4值， 則與系統(tǒng)運(yùn)行需要有差距。
3 運(yùn)行效果
邯鄲市西污水處理廠的設(shè)計(jì)及實(shí)際進(jìn)、出水水質(zhì)如表2所示。

主要設(shè)計(jì)參數(shù)及2007 年實(shí)際運(yùn)行參數(shù)見表3。

目前該廠所接納的城市污水中約65% 為生活污水， 2008 年部分月份的實(shí)際運(yùn)行結(jié)果見表4。運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)， 2008 年4 月底， 由于配套管網(wǎng)收集水量增加， 使得該氧化溝系統(tǒng)的進(jìn)水水質(zhì)、水量發(fā)生突變，加之后期雨季的影響， 對(duì)氮的處理效果有所降低， 但其出水仍可達(dá)標(biāo)。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。

4 結(jié)語
對(duì)改良氧化溝系統(tǒng)的DO 、MLSS 、泥齡等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了分析、優(yōu)化調(diào)整， 使該工藝具有良好的去除有機(jī)物及脫氮除磷效果， 最終確保了出水達(dá)標(biāo)排放， 出水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于設(shè)計(jì)要求。

該系統(tǒng)脫氮除磷的效果在很大程度上取決于對(duì)DO的控制。實(shí)際運(yùn)行時(shí)， 應(yīng)根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)情況，加強(qiáng)對(duì)DO濃度的控制調(diào)整， 以保證在最佳的處理效果基礎(chǔ)上節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用、降低能耗。運(yùn)行中需對(duì)氧化溝內(nèi)的MLSS要進(jìn)行嚴(yán)格控制，并通過排泥控制泥齡， 以強(qiáng)化氧化溝系統(tǒng)的脫氮除磷效果。避免過多的硝酸鹽隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬踹x擇池也是該系統(tǒng)工藝控制的關(guān)鍵， 適宜的進(jìn)水BOD5 /TN比值以及穩(wěn)定可靠的反硝化控制也非常重要。這可進(jìn)一步提高該系統(tǒng)的處理效果， 尤其是脫氮效果。（邯鄲市市政污水處理有限責(zé)任公司）