太原市城南污水處理廠污泥培養(yǎng)馴化及調(diào)試

任錦榮 宋秀蘭

(1.太原理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，山西太原 030024;2.太原市排水管理處，山西太原 030006)

1 概況

太原市城南污水處理廠(以下簡(jiǎn)稱“城南廠”)是太原市目前建成日處理能力最大的污水處理廠，設(shè)計(jì)日處理能力為20×104t，處理工藝采用改良多點(diǎn)式進(jìn)水A/A/O工藝，占地面積240畝;服務(wù)范圍北起南沙河、南到南環(huán)高速、西起體育路—學(xué)府街—汾河?xùn)|岸，東至東山過境，服務(wù)人口70余萬人，服務(wù)面積78km2，出水水質(zhì)達(dá)到國(guó)家一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn);于2012年開始施工建設(shè)，2014年12月二級(jí)處理建設(shè)完成，2014年6月深度處理建設(shè)完成。

2 工藝流程及生物池設(shè)計(jì)參數(shù)

2.1 工藝流程

工藝流程見圖1。

圖1 太原市城南污水處理廠工藝流程圖

2.2 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)

設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)見表1，二級(jí)出水水質(zhì)執(zhí)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 18918-2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

表1 設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)mg/L

2.3 改良AAO生物處理工藝

城南廠生物池采用帶有回流污泥反硝化段的改良AAO工藝。為了適應(yīng)不同的水質(zhì)情況，提高工藝運(yùn)行的靈活性，在生物池的布置上考慮通過對(duì)進(jìn)水點(diǎn)和回流點(diǎn)的調(diào)整，在工藝運(yùn)行中可以根據(jù)實(shí)際進(jìn)水水量、水質(zhì)情況和運(yùn)行環(huán)境調(diào)節(jié)進(jìn)水方式，使生物池實(shí)現(xiàn)多種模式運(yùn)行，既可以按改良AAO法工藝運(yùn)行，也可以多點(diǎn)進(jìn)水倒置AAO法工藝運(yùn)行，還可以按照常規(guī)AAO模式或強(qiáng)化AO脫氮模式運(yùn)行，在提高處理效果的基礎(chǔ)上，保證污水處理工藝運(yùn)行的連續(xù)穩(wěn)定。

多點(diǎn)進(jìn)水倒置AAO工藝是在工藝中將缺氧池置于厭氧池的前面，來自二沉池的回流污泥和50%～80%的進(jìn)水及混合液回流均進(jìn)入缺氧段。回流污泥和混合液在缺氧內(nèi)進(jìn)行反硝化，去除硝態(tài)氧，然后再進(jìn)入?yún)捬醵巍；亓魑勰嗪突旌弦涸谌毖醭貎?nèi)進(jìn)行反硝化，去除硝態(tài)氮，再進(jìn)入?yún)捬醵危ＷC了厭氧池的厭氧狀態(tài)，強(qiáng)化除磷效果。由于污泥和大部分進(jìn)水首先回流至缺氧段，缺氧段可以優(yōu)先利用碳源，單位池容的反硝化速率明顯提高，加之缺氧段污泥濃度比好氧段高出30%以上，反硝化作用能夠得到有效地保證。

2.4 改良AAO生物池設(shè)計(jì)參數(shù)

4座，單池流量Q=50000m3/d，最大內(nèi)回流比r=300%;單池有效容積為 V單=38882.5m3，有效水深為 H=6.5m。泥齡SRT=19.2d，污泥負(fù)荷 F/M=0.077kgBOD/kgMLSS，產(chǎn)泥率為:0.68kgSS/kgBOD，平均剩余污泥產(chǎn)泥量為24345kg/d，平均流量下停留時(shí)間為:T=18.7hr(其中回流污泥反硝化停留時(shí)間1.6h，厭氧池停留時(shí)間為1.6h)，混合液懸浮固體濃度為:MLSS=3400mg/L。最大需氧量為5980kgO2/h。好氧段曝氣方式采用微孔爆氣，空氣量可根據(jù)池內(nèi)溶解氧檢測(cè)值，通過調(diào)節(jié)閥門實(shí)現(xiàn)對(duì)鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量的調(diào)節(jié)，保證供氣量的均勻，充足。單池有12臺(tái)低速潛水推流器，3臺(tái)內(nèi)回流泵，單泵流量Q=578L/s。

3 污水處理廠的調(diào)試過程

3.1 進(jìn)水水質(zhì)

城南廠于2014年4月開始調(diào)試，污水廠建設(shè)過程中為配合長(zhǎng)治路改造工程的原因?qū)е律疃忍幚聿糠纸ㄔO(shè)工期延長(zhǎng)，為能夠順利按照原計(jì)劃完成城南污水處理廠的建設(shè)和運(yùn)行，決定深度處理的建設(shè)和生物處理工藝的調(diào)試同步進(jìn)行，在深度處理未建設(shè)完成投入運(yùn)行前其出水水質(zhì)按照二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行調(diào)試。該污水處理廠于2014年4月開始正式通水調(diào)試且采用的直接培養(yǎng)活性污泥;調(diào)試初期進(jìn)水水質(zhì)見表2。

表2 調(diào)試初期進(jìn)水水質(zhì)表

3.2 活性污泥的培養(yǎng)

1)悶曝階段。在培養(yǎng)初期城南廠的進(jìn)水為汾河?xùn)|暗涵進(jìn)水，日進(jìn)水水量約為10萬t～12萬t，為保證活性污泥培養(yǎng)效果，在調(diào)試初期只運(yùn)行北生物池，對(duì)活性污泥進(jìn)行了間歇性培養(yǎng)，將曝氣池進(jìn)滿污水，然后停止進(jìn)水，悶曝(即只曝氣不進(jìn)水)一天半后停止曝氣，對(duì)生物池進(jìn)行靜置沉淀，然后排出池內(nèi)約1/5的上清液，并開啟進(jìn)水閥門，注入相同量的新鮮污水。如此反復(fù)進(jìn)行悶曝、靜沉以及進(jìn)水，每次的進(jìn)水量都比上次有所增加，而悶曝時(shí)間縮短，在進(jìn)行調(diào)試的同時(shí)對(duì)活性污泥的生物相和污泥濃度進(jìn)行觀察，同時(shí)控制曝氣量不能太大，應(yīng)控制在2.0mg/L，防止由于氣量太大導(dǎo)致污泥絮體不易形成，如此反復(fù)16 d后，有污泥形成，雖然結(jié)構(gòu)松散，但是通過鏡檢可以看到有菌膠團(tuán)形成，鏡檢可以觀察到鞭毛蟲和變形蟲。

2)活性污泥培養(yǎng)階段。當(dāng)生物池內(nèi)污泥濃度達(dá)到1 000mg/L時(shí)，開始進(jìn)行連續(xù)進(jìn)水和曝氣，開啟外回流泵，由于沉淀池內(nèi)積累的污泥較少，污泥回流也較少，隨著污泥量的增多，回流污泥量也相應(yīng)增多，回流比控制在100%，水量和氣量的平衡依據(jù)溶解氧的變化作調(diào)整，同時(shí)加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)化驗(yàn)的分析和鏡檢觀察微生物的生長(zhǎng)情況，當(dāng)MLSS超過3 000mg/L，SV30達(dá)到30%以上時(shí)，生物系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行階段，同時(shí)可根據(jù)活性污泥濃度進(jìn)行適當(dāng)排泥。

4 調(diào)試過程中遇到的問題及解決措施

1)進(jìn)水水量不穩(wěn)定。太原城南污水處理廠位于小店區(qū)嘉節(jié)村東側(cè)，占地面積為240畝，服務(wù)面積78km2。污水來源部分為汾河?xùn)|暗涵的污水，部分為長(zhǎng)治路主干管接入污水處理廠的污水，運(yùn)行調(diào)試期間由于長(zhǎng)治路范堡村還未完全搬遷，長(zhǎng)治路主干管的污水未能接入廠內(nèi)，并且原有殷家堡污水處理廠仍在運(yùn)行中，城南污水廠的日進(jìn)水水量有10萬t～12萬t，為了保證調(diào)試期間提供微生物穩(wěn)定環(huán)境，確保調(diào)試效果，采用了分組調(diào)試，分段運(yùn)行的方式，先對(duì)北生物池進(jìn)行調(diào)試培養(yǎng)活性污泥。

2)污泥上浮和死泥現(xiàn)象。城南廠的調(diào)試過程中，在進(jìn)水調(diào)試23d后時(shí)出現(xiàn)了污泥上浮現(xiàn)象，上浮污泥大小不等，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致整個(gè)池面上浮滿污泥，經(jīng)查明，主要污泥停留時(shí)間過長(zhǎng)，導(dǎo)致好氧池內(nèi)有地方出現(xiàn)厭氧反硝化現(xiàn)象，產(chǎn)生硫化氫和氮?dú)猓瑲怏w附著在活性污泥上，造成污泥上浮，并且在檢查中發(fā)現(xiàn)有部分風(fēng)管有漏氣現(xiàn)象，使曝氣不均勻，氣量不夠;發(fā)現(xiàn)問題后馬上對(duì)風(fēng)管管路進(jìn)行了檢查和修復(fù)，并同時(shí)加大了風(fēng)機(jī)開啟度，增大風(fēng)壓力，保持微生物與污水完全混合狀態(tài);同時(shí)增加剩余污泥排放量，降低污泥停留時(shí)間，以達(dá)到控制反硝化，消除污泥上浮現(xiàn)象。

3)進(jìn)水BOD低營(yíng)養(yǎng)源不足。微生物繁殖所需要的營(yíng)養(yǎng)源不足也是影響本次活性污泥培養(yǎng)馴化的一個(gè)問題，城南廠在調(diào)試前期，污水來源為汾河?xùn)|暗涵進(jìn)水，由于在活性污泥培養(yǎng)馴化階段，污水BOD平均值偏低，不足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的一半，嚴(yán)重影響了活性污泥絮狀形成的速度，最終采取了外加營(yíng)養(yǎng)源的方式，往污水中加入95%的葡萄糖，增加碳源，加快活性污泥的生長(zhǎng)繁殖。

4)化驗(yàn)數(shù)據(jù)相對(duì)滯后。污水廠調(diào)試初期，由于化驗(yàn)設(shè)備和儀器還未配備完善，部分在線儀表處于調(diào)試整改階段，這給及時(shí)掌握調(diào)試初期水質(zhì)情況帶來了困難，在此情況下委托太原市城市排水監(jiān)測(cè)站對(duì)城南廠的數(shù)據(jù)進(jìn)行了采樣分析化驗(yàn)，根據(jù)各項(xiàng)化驗(yàn)分析數(shù)據(jù)對(duì)工藝進(jìn)行調(diào)整，指導(dǎo)工藝運(yùn)行，但數(shù)據(jù)還比較滯后，建議在新建污水處理廠的化驗(yàn)室在進(jìn)行污泥培養(yǎng)前能夠建成并投入使用，更好的指導(dǎo)工藝調(diào)試運(yùn)行。

5 檢測(cè)結(jié)果

經(jīng)調(diào)試運(yùn)行后，2014年7月檢測(cè)數(shù)據(jù)見表3。

表3 2014年7月份部分水質(zhì)檢測(cè)情況表mg/L

由表3可知，出水 COD、氨氮濃度值分別為26.2mg/L和1.64mg/L，對(duì) COD、氨氮的處理率分別為 96.4%和89.8%，出水水質(zhì)達(dá)到規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn)。

6 結(jié)語

城南污水處理廠的建成和投入使用將大大提高太原市城南地區(qū)的污水收集和處理，由于在調(diào)試期污水來源比較單一，調(diào)試條件比較良好，并且進(jìn)水量較少，因此采用了直接培養(yǎng)法培養(yǎng)馴化活性污泥，在較短的時(shí)間內(nèi)完成了活性污泥的培養(yǎng)和馴化，實(shí)現(xiàn)了污水水質(zhì)凈化，建議在調(diào)試的過程中關(guān)鍵要做好前期的相關(guān)準(zhǔn)備工作，合理安排，加強(qiáng)對(duì)水質(zhì)化驗(yàn)和數(shù)據(jù)的檢測(cè)分析，優(yōu)化各項(xiàng)工藝參數(shù)，完善運(yùn)行管理。

［1］王煥起.改良A2O工藝在長(zhǎng)春北郊污水處理廠的應(yīng)用研究［D］.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2008.

［2］解立國(guó).污水處理廠設(shè)備調(diào)試和試運(yùn)行分析［J］.山西建筑，2013，39(22):129-130.

［3］王長(zhǎng)生，傅金祥，張 萍，等.污水處理廠活性污泥培養(yǎng)馴化與啟動(dòng)調(diào)試［J］.給水排水，2003(19):56-58.