淺析污水處理廠低負(fù)荷運(yùn)行的方法

徐大榮（啟東市江海污水處理有限公司,江蘇啟東226200）

淺析污水處理廠低負(fù)荷運(yùn)行的方法

徐大榮
（啟東市江海污水處理有限公司,江蘇啟東226200）

啟東市江海污水有限公司于2011年7月建成并投產(chǎn)，主要處理和合鎮(zhèn)、寅陽鎮(zhèn)、惠萍鎮(zhèn)和沿江船舶企業(yè)的生產(chǎn)生活污水，日處理污水量10000噸，采用“改良型A2/O”工藝。因污水收集管網(wǎng)建設(shè)問題，導(dǎo)致進(jìn)廠水質(zhì)長期濃度偏低，水量偏少。經(jīng)過長時(shí)間運(yùn)行監(jiān)測(cè)，出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污水物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

污水廠；低負(fù)荷；間歇運(yùn)行

污水廠外管網(wǎng)建設(shè)共30多公里，沿途設(shè)有6座本站，但因污水管網(wǎng)工程建設(shè)問題，造成廠區(qū)進(jìn)場(chǎng)水質(zhì)給生物處理系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成較大影響，由于進(jìn)水中有機(jī)物總量過低，不利于微生物的培養(yǎng)和馴化，微生物極易老化，進(jìn)而影響出水水質(zhì)。同時(shí)水量較少導(dǎo)致工藝運(yùn)行的連續(xù)性較差，設(shè)備開啟關(guān)閉頻繁，因此各項(xiàng)運(yùn)行方式和參數(shù)設(shè)置與正常情況有很大的區(qū)別。

1　污水廠概況

江海污水處理廠采用“改良型A2/O”工藝，設(shè)計(jì)日處理污水量10000噸，主要處理周邊鎮(zhèn)區(qū)和船舶企業(yè)的生產(chǎn)生活污水，污水經(jīng)處理后出水水質(zhì)達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污水物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

1.1工藝流程圖

1.2工藝特點(diǎn)

生化池分預(yù)缺氧池、厭氧池、缺氧池、好氧池。在預(yù)缺氧池內(nèi)，回流污泥前置脫硝消除對(duì)后續(xù)生物脫氮除磷的影響。同時(shí)在厭氧池和缺氧池分別設(shè)置進(jìn)水口，考慮在溫度極低的情況下，可將厭氧池改為缺氧池，優(yōu)先考慮生物脫氮，通過化學(xué)除磷來達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。在缺氧段，內(nèi)回流污泥的硝酸鹽在缺氧狀態(tài)下進(jìn)行反硝化，達(dá)到脫氮效果。好氧區(qū)采用管道式微孔曝氣管，每條管道設(shè)有蝶閥，以調(diào)節(jié)空氣里。

1.3設(shè)計(jì)進(jìn)水水質(zhì)和實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)

污水廠自建成投入試運(yùn)行以來，進(jìn)水水質(zhì)濃度一直偏低，COD平均值為110mg/L，僅達(dá)到設(shè)計(jì)濃度的24.4%；BOD5平均值為64mg/L，僅達(dá)到設(shè)計(jì)濃度的32%，詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)比較如下表1（單位mg/L）：

表1

2　低負(fù)荷運(yùn)行存在的問題

2.1鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)量過大造成DO過高

生化池好氧區(qū)的2臺(tái)羅茨風(fēng)機(jī)均按照正常負(fù)荷運(yùn)行時(shí)計(jì)算，不適用于低負(fù)荷運(yùn)行。雖然其中1臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)可變頻操作來控制風(fēng)量，但羅茨風(fēng)機(jī)長期在低頻率運(yùn)行下造成風(fēng)機(jī)自身散熱性能大大下降，容易總成設(shè)備的損壞。而滿頻運(yùn)行時(shí)，進(jìn)水濃度低，生化反應(yīng)好氧量少，導(dǎo)致整個(gè)生化池DO偏高，根據(jù)運(yùn)行監(jiān)測(cè)，DO基本維持在7mg/L。過高的DO容易造成有機(jī)污染物分解過快，從而使微生物缺乏營養(yǎng)，活性污泥易于老化，結(jié)構(gòu)松散。

2.2沉淀池出水不均勻

沉淀池出水三角堰板經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，不再同一水平高度，整體南高北低，這樣就造成沉淀池在排水時(shí)集中在池體北側(cè)出水，而南側(cè)無水流出。因水流連續(xù)性介質(zhì)，水流偏向一側(cè)時(shí)會(huì)帶動(dòng)沉淀的泥偏向沉淀池的北側(cè)。刮泥機(jī)在刮泥時(shí)，因沉泥分布不均勻，導(dǎo)致回流污泥量上下波動(dòng)較大，影響工藝系統(tǒng)的脫氮效果。同時(shí)因流量不變，而出水面比正常下少了一半，到時(shí)出水流速加大，部分泥來不及沉淀而被水流帶出。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)查看出水槽，北面的出水槽存在大量沉泥，而南側(cè)較少。

2.3工藝系統(tǒng)抗沖擊能力差

在工藝運(yùn)行期間，存在以下情況對(duì)低負(fù)荷工藝穩(wěn)定運(yùn)行造成沖擊：（1）雨季時(shí)，廠區(qū)進(jìn)水量增加，COD濃度大大下降。經(jīng)分析，污水廠區(qū)管網(wǎng)收集區(qū)域都為鎮(zhèn)區(qū)，而鎮(zhèn)區(qū)基本上都采取雨污合流制排水對(duì)污水進(jìn)場(chǎng)水質(zhì)濃度稀釋較大，此時(shí)化學(xué)檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)進(jìn)場(chǎng)COD濃度基本維持在60mg/L-80mg/L之間。同時(shí)也存在污水管網(wǎng)因人為損壞而導(dǎo)致河水滲漏現(xiàn)象，這部分滲漏河水也稀釋了污水的濃度。被稀釋后的污水進(jìn)入生化系統(tǒng)時(shí)，沒有充足的有機(jī)物供微生物消耗分解時(shí)，微生物將進(jìn)入自我消耗狀態(tài)，導(dǎo)致微生物的死亡。（2）鎮(zhèn)區(qū)有制藥廠、屠宰廠和皮革廠等少量小企業(yè)，因其生產(chǎn)規(guī)模較小導(dǎo)致排污不穩(wěn)定，而間接影響廠區(qū)進(jìn)水濃度，經(jīng)化學(xué)檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)顯示，進(jìn)水濃度有時(shí)高達(dá)500mg/L。因廠區(qū)內(nèi)好氧區(qū)內(nèi)活性污泥較少，短時(shí)間內(nèi)無法充分消解污水中的有機(jī)物，影響出水水質(zhì)。同時(shí)企業(yè)污水不同于市政污水，其水質(zhì)的不確定性可能造微生物中毒。

3　工藝運(yùn)行方案

3.1核心工藝運(yùn)行

核心工藝即改良型A2/O生化系統(tǒng)，經(jīng)過運(yùn)行前期的活性污泥培養(yǎng)后，系統(tǒng)運(yùn)行趨于穩(wěn)定，出水水質(zhì)基本達(dá)到一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。因進(jìn)水水質(zhì)和水量長期較穩(wěn)定，制定以下工藝操作步驟：（1）7:00，開進(jìn)水泵；（2）9:00，開2#羅茨鼓風(fēng)機(jī)（以下簡稱“大風(fēng)機(jī)”），開1#回流泵，開與缺氧池、厭氧池、缺氧池共6臺(tái)攪拌機(jī)（以下簡稱“1-6#攪拌機(jī)”）；（3）10:00，關(guān)大風(fēng)機(jī)，開3#羅茨風(fēng)機(jī)（以下簡稱“小風(fēng)機(jī)”），關(guān)進(jìn)水泵；（4）12:00，關(guān)1-6#攪拌機(jī)，關(guān)1#回流泵，關(guān)小風(fēng)機(jī)；（5）14:00，開進(jìn)水泵；（6）16:00，開大風(fēng)機(jī)，開2#回流泵，開1-6#攪拌機(jī)；（7）17:00，關(guān)大風(fēng)機(jī)，開小風(fēng)機(jī)，關(guān)進(jìn)水泵；（8）19:00，關(guān)1-6#攪拌機(jī)，關(guān)2#回流泵，關(guān)小風(fēng)機(jī)；（9）21:00開進(jìn)水泵；（10）23:00，開大風(fēng)機(jī)，開3#回流泵，開1-6#攪拌機(jī)；（11）0:00，關(guān)大風(fēng)機(jī)，開小風(fēng)機(jī)，進(jìn)水泵待液位低時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)停止；（12）2:00，關(guān)1-6#攪拌機(jī)，關(guān)3#回流泵，關(guān)小風(fēng)機(jī)。

其中大小風(fēng)機(jī)切換步驟，主要由于大風(fēng)機(jī)開啟后，好氧區(qū)DO過高，不利于系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。通過技改，增加一臺(tái)小風(fēng)機(jī)(功率為18.5Kw,風(fēng)量10.4m3/min)，經(jīng)過監(jiān)測(cè)，好氧區(qū)的5個(gè)點(diǎn)先后DO值從平均7mg/L降低至3.5mg/L。而先開大風(fēng)機(jī)后開小風(fēng)機(jī)主要大風(fēng)機(jī)風(fēng)量大，提高了攪拌能力，使得泥水混合均勻，活性污泥處于懸浮狀態(tài)。如果只開啟小風(fēng)機(jī)，好氧池內(nèi)的活性污泥由于攪拌能力不足而逐漸沉降，此時(shí)溶解氧上升較快，主要是由于活性污泥沉降后，不能與污水充分接觸，微生物不能進(jìn)行充分的呼吸作用導(dǎo)致的，照此長時(shí)間運(yùn)行，污泥會(huì)越沉越多，最后形成沉積性的死泥，導(dǎo)致好氧池產(chǎn)生翻泥現(xiàn)象。因此，先開啟大風(fēng)機(jī)使得活性污泥與污水充分混合，再換成小風(fēng)機(jī)，為生化反應(yīng)供氧。

3.2特殊情況應(yīng)對(duì)方案

當(dāng)雨季時(shí)，進(jìn)水水質(zhì)濃度下降而水量較大時(shí)，短時(shí)間內(nèi)考慮工藝系統(tǒng)關(guān)閉，只開啟進(jìn)水泵，使得雨污水直接通過系統(tǒng)排放，不進(jìn)行處理。但長時(shí)間不運(yùn)行，只排放對(duì)微生物的生存環(huán)境造成影響，此時(shí)通過添加外部營養(yǎng)，維持微生物的生長。通常采取投加乙酸鈉，經(jīng)化學(xué)檢驗(yàn)分析，1g乙酸鈉等于0.42gCOD，按進(jìn)水COD濃度達(dá)到120mg/L（實(shí)際進(jìn)水COD按60mg/L），生化池體積為7800m3，一次共投加45包乙酸鈉（每包乙酸鈉25kg）。投加方法：關(guān)閉進(jìn)水泵，開啟外回流泵，開啟大風(fēng)機(jī)，1小時(shí)后，按預(yù)缺氧池5包、厭氧池5包、缺氧池5包和好氧池30包的量投加，再運(yùn)行1小時(shí)后，換小風(fēng)機(jī)開啟3小時(shí)后，停止系統(tǒng)運(yùn)行。

當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)濃度驟然升高時(shí)，關(guān)閉提升泵，打開加藥沉淀池的放空管，利用廠區(qū)管網(wǎng)，將處理后的水循環(huán)流至進(jìn)水泵房，稀釋進(jìn)水水質(zhì)的濃度，同時(shí)開啟后續(xù)的處理設(shè)備：（1）開啟曝氣沉砂池的羅茨風(fēng)機(jī)，主要對(duì)污水進(jìn)行預(yù)曝氣，提高污水的可生化性；（2）開啟水解酸化池?cái)嚢铏C(jī)，開啟外回流閥門，使用水解酸化原理改善廢水的可生化性；（3）水解酸化池出水水質(zhì)化驗(yàn)，根據(jù)出水水質(zhì)來檢驗(yàn)來確定生化系統(tǒng)的運(yùn)行方式。

經(jīng)過長期的運(yùn)行情況總結(jié)，以上方案運(yùn)行基本上維持了好氧池的活性污泥濃度，同時(shí)保證了出水水質(zhì)。

3.3其他設(shè)備的運(yùn)行

廠區(qū)日常在低負(fù)荷運(yùn)行情況下，部分設(shè)備的開啟對(duì)工藝運(yùn)行無任何影響，但為保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，做好設(shè)備的日常維護(hù)保養(yǎng)，同時(shí)兼顧生產(chǎn)運(yùn)行成本，對(duì)部分設(shè)備進(jìn)行定期開啟關(guān)閉。比如，工藝運(yùn)行采取不排泥的方法，因沉淀池污泥流失較嚴(yán)重，采取將所有污泥回流至生化區(qū)來補(bǔ)充泥量，此時(shí)剩余污泥泵將定期開啟，主要查看泵的狀況及做好相關(guān)的維護(hù)措施。

4　總結(jié)

通過對(duì)工藝運(yùn)行方案的調(diào)整，采取間歇式曝氣活性污泥法，即使水量少、水質(zhì)濃度低，但采取合適的曝氣時(shí)間及污泥濃度，出水水質(zhì)基本可以達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污水物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。隨著管網(wǎng)建設(shè)維護(hù)工作的逐步晚上，進(jìn)場(chǎng)水質(zhì)水量逐步好轉(zhuǎn)，積累更多的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)為后續(xù)系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障。

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