談A2O+MBR與氧化溝處理工藝的對比

譚 盼

(西安市市政設(shè)施管理局，陜西 西安 710014)

近年來，我國的城市化建設(shè)迅猛發(fā)展，城市化人口的迅速增加，而與之配套的污水處理設(shè)施滯后嚴(yán)重，同時(shí)經(jīng)濟(jì)與科技的不斷發(fā)展，環(huán)境問題日益突出，尤其是水污染問題。我國污水處理工藝種類繁多，主要有氧化溝,A2O,CAST等，近年來還不斷有新型污水處理工藝涌出，例如MBR、厭氧氨氧化技術(shù)、人工濕地等。在選擇污水處理工藝時(shí)，不僅僅只考慮處理效果，在保證可靠穩(wěn)定高效的處理效果的基礎(chǔ)上，還要考慮技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境影響、占地、運(yùn)行管理以及污泥處置等方面[1]。

本文以西安市的氧化溝污水處理廠和A2O+MBR污水處理廠為例，從原理、工藝流程、運(yùn)行效果等方面對比分析這兩種污水處理工藝。這兩座污水廠位于同一河流的中游、下游，處理規(guī)模均為20×104m3/d。氧化溝污水處理廠于2015年建成，占地145.5畝，服務(wù)面積為86.38 km2；A2O+MBR污水處理廠于2015年建成，占地121.84畝，服務(wù)面積為90.16 km2。

1 原理

1.1 氧化溝

氧化溝污水工藝屬于活性污泥法的發(fā)展和改型，采用延時(shí)曝氣技術(shù)，是一個(gè)連續(xù)環(huán)形反應(yīng)池，池深淺，池體長。曝氣裝置并不是沿池長均勻布置而只是裝在池內(nèi)的某幾處，曝氣裝置的轉(zhuǎn)動(dòng)可以推動(dòng)池體內(nèi)液體的迅速流動(dòng)，既起到曝氣作用，也起到了攪拌作用。在曝氣裝置的下游處，水流攪動(dòng)劇烈，溶解氧濃度較高，形成好氧區(qū)；隨著與曝氣裝置距離的增加，水流攪動(dòng)平緩，溶解氧濃度不斷降低，依次形成缺氧區(qū)、厭氧區(qū)。有利于污泥的生物凝聚作用，從而利用該生物活性污泥進(jìn)行硝化、反硝化及進(jìn)行脫氮[2]。本文中介紹的氧化溝污水處理廠主要采用DE型氧化溝，通過對配水井水流流向的改變、控制堰門的啟閉以及曝氣裝置的調(diào)速，創(chuàng)造出交替的硝化、反硝化條件，從而達(dá)到脫氮的目的，其氧化溝與二沉池是分建的，有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)。

1.2 A2O+MBR

A2O工藝(Anaerobic Anoxic Oxic,A2O)污水處理原理同于活性污泥法，有厭氧池、缺氧池、好氧池，在厭氧—好氧池內(nèi)聚磷菌進(jìn)行除磷，好氧池的一部分混合液回流至缺氧池內(nèi)，從而進(jìn)行反硝化達(dá)到脫氮的目的。MBR膜反應(yīng)池位于好氧池后，整個(gè)膜組器浸沒于好氧區(qū)中，與污水充分接觸，從而實(shí)現(xiàn)液相與固相的物質(zhì)交換，使MBR膜內(nèi)的微生物對污水中有機(jī)物進(jìn)行降解，各種藻類、細(xì)菌COD、懸浮顆粒及有機(jī)物被有效的去除，屬于深度處理單元。MBR膜是中空纖維膜，0.1 μm～0.4 μm的孔徑，可以有效的阻止細(xì)菌的通過，將菌膠團(tuán)和游離細(xì)菌全部截留在膜內(nèi)，只有濾后水將通過膜并排出，從而將泥水進(jìn)行分離，因此不需要再另建二沉池。

2 工藝流程

氧化溝污水廠工藝流程圖見圖1，A2O+MBR污水處理廠工藝流程圖見圖2。

3 運(yùn)行效果對比評價(jià)

為定量對比評價(jià)氧化溝污水處理廠和A2O+MBR污水廠運(yùn)行狀況，對2017年全年(每月1日)進(jìn)、出水水質(zhì)進(jìn)行跟蹤監(jiān)測，檢測指標(biāo)包括CODCr,TN,TP,NH3-N，測定分析方法參照《水與廢水監(jiān)測分析方法》[3]國標(biāo)執(zhí)行，詳見表1。

表1 測定儀器和方法

3.1 COD去除效果

這兩種不同工藝污水廠的進(jìn)水COD濃度均在300 mg/L～1 000 mg/L，氧化溝工藝平均進(jìn)水濃度為608.97 mg/L，平均出水濃度為20.66 mg/L，平均去除率為96.13%；A2O+MBR工藝平均進(jìn)水濃度為588.58 mg/L，平均出水濃度為11.48 mg/L，平均去除率為97.30%；從圖3可以看出，COD出水濃度均低于50 mg/L，明顯優(yōu)于GB 18918—2002，城鎮(zhèn)污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)[4]一級A排放標(biāo)準(zhǔn)，兩種工藝對COD均有較好的去除效果，而A2O+MBR工藝對COD的去除率優(yōu)于氧化溝工藝。

3.2 TP去除效果

氧化溝工藝TP平均進(jìn)水6.13 mg/L，變化幅度不大，平均出水濃度為0.24 mg/L，平均去除率為95.53%；A2O+MBR工藝TP進(jìn)水濃度在3.64 mg/L～36.56 mg/L之間，變化幅度較大，平均進(jìn)水濃度為10.53 mg/L，平均出水濃度為0.19 mg/L，平均去除率為96.82%；從圖4可知，TP出水濃度均低于0.5 mg/L，優(yōu)于GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。從出水濃度以及去除率分析，A2O+MBR工藝對TP的去除效果優(yōu)于氧化溝工藝。

3.3 TN去除效果

圖5中，氧化溝工藝平均TN進(jìn)水濃度為44.43 mg/L，平均出水濃度為8.72 mg/L，平均去除率為80.45%；A2O+MBR工藝平均進(jìn)水濃度為48.97 mg/L，平均出水濃度為10.18 mg/L，平均去除率為77.46%。TN出水濃度均優(yōu)于GB 18918—2002，城鎮(zhèn)污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級A排放標(biāo)準(zhǔn)(15 mg/L)，而氧化溝工藝對TN的去除效果優(yōu)于A2O+MBR工藝。

3.4 NH3-N去除效果

氧化溝和A2O+MBR工藝進(jìn)水NH3-N濃度基本相同，均在24 mg/L～38 mg/L之間變化，平均進(jìn)水濃度約為33.5 mg/L。圖6中，氧化溝工藝平均出水濃度為0.52 mg/L，平均去除率為98.44%；A2O+MBR工藝平均出水濃度為0.29 mg/L，平均去除率為99.11%。說明兩種工藝對NH3-N去除效果較好，其出水NH3-N明顯優(yōu)于GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)一級A排放標(biāo)準(zhǔn)(5 mg/L)，而A2O+MBR工藝對NH3-N的去除效果優(yōu)于氧化溝工藝。

4 結(jié)語

1)以氧化溝為工藝的污水處理廠和以A2O+MBR為工藝的污水處理廠的出水水質(zhì)(COD，TP，TN，NH3-N)均優(yōu)于GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)中的一級A排放標(biāo)準(zhǔn)。2)A2O+MBR工藝對COD，TP，NH3-N的去除效果優(yōu)于氧化溝工藝。3)氧化溝工藝對TN的去除效果優(yōu)于A2O+MBR工藝。