探索低濃度進水的城鎮污水處理廠運行模式

張 灝 張海龍 方龍勝 鄭維海

（安徽國禎環保節能科技股份有限公司，安徽 合肥230088）

近年來，我國南方城市周邊新建了許多小型污水處理廠來處理城鎮生活污水。由于南方地區降水量偏大，地下水位高以及污水管網建設不夠完善而導致大多數污水處理廠進水水質濃度較低，一般濃度范圍在34.0～90.0mg/L[1]。據調查，我國每年污水處理廠使用的電量約占總電量的3%左右[2]，而在節約電耗這方面還有很大的發展空間。

1 污水處理廠概況

該污水處理廠設計的日處理量為1.5 萬噸，處理工藝采用改良的氧化溝工藝進行生物脫氮除磷，該廠設計參數列于下表。

設計進水與實際進水參數parameters of design and pratical.

2 調試過程分析

由于實際運行過程中的進水有機物濃度低，污水處理廠一直處于低有機負荷的狀態，如果按照設計運行的參數進行，會出現“過曝”現象，導致污泥絮體分解，微生物死亡，污泥有機成分和活性降低，實際培養穩定的污泥濃度為2000mg/L 左右。

間歇曝氣模式調試：通過查閱文獻資料，了解了前人對污水廠運營模式的調整方法，通過實際需求，對于氧化溝工藝運行模式進行了間歇曝氣的方式，比如曝氣3h，停曝5h；曝氣3h，停曝160min 等[4，5]，均能達到排放標準，而且也大大的降低了能耗。根據本污水廠的實際情況，通過實驗，探索運行模式以間歇曝氣連續進水為基礎，通過調整推流器的開啟時間，來進一步降低能耗。一個周期為12h，分為三步驟，停推流進水置換5h-推流曝氣3h- 推流不曝氣4h。因此我們需要先確定在污泥沉淀的過程中，污水進入氧化溝置換的時間，同時要考慮污泥沉淀時間不能太長，否則會影響污泥的活性[1]。

實驗一：確定置換時間

先不進水，連續曝氣8h 以后，開始進水，不推流，不曝氣，每一個小時測一次氧化溝出水氨氮，COD 以及TP 和出水濃度，結果如圖1 所示。

連續6 個小時的測試結果發現，出水水質仍保持較低濃度。因此置換的過程從時間上來講，水流方向主要是以平流為主，空間上是混合流，類似于SBR 工藝的置換步驟，由于污泥不能長時間沉淀于池底，且置換的水量應滿足出水穩定要求，根據實際情況，將置換時間定為5h。

圖1 連續曝氣8 小時后出水指標Fig. 1 Parameters of effluent after aeration for 8 h.

實驗二：確定曝氣時間

基于置換時間定為5h，因此先進水置換5h 后，開始推流，使得氧化溝泥水混合（15min）后開始曝氣，同時每一個小時取樣化驗測定出水氨氮、硝態氮、COD 的濃度，實驗結果如圖2 所示。

圖2 曝氣6 h 檢測氨氮和COD 出水濃度Fig.2 Concentration of NH3-N and COD in effluent after aeration for 6 h.

從圖中可以看出，推流3h 污水混合均勻，此時開始連續曝氣6h。結果發現，出水COD 和氨氮的濃度逐漸降低，曝氣3h 左右時，出水氨氮與硝態氮出現交叉，此時的去除效果較佳，且，滿足出水水質的要求，因此將曝氣時間確定為3h。

實驗三：確定推流時間以及模式運行的穩定性

圖3 推流每個小時測定的出水NH3-N 和NO3-N 的濃度（六組平行實驗）Fig. 3 Concentration of NH3-N 和NO3-N ever hour when flowing（six days paralleling）

根據實驗結果得出，推流4h 氨氮和硝態氮結果如圖3 所示，氨氮在不斷地增加，硝態氮在逐漸降低，推流4h 時氧化溝中氨氮的濃度上升為1 mg/L 左右，硝態氮去除率為60%左右。運行模式設定為置換- 曝氣- 推流三個步驟為一個周期。每周期設定12h。

3 結論

連續進水間歇曝氣模式適合本污水廠的水質工藝，通過調整運行模式，將置換- 曝氣- 推流作為一個循環，運行周期為12h，持續運行1 個月，出水水質均能穩定達標。此運行模式結合SBR 工藝的特點，大大的降低使用能耗，能夠保證進水水質較低的情況下工藝的正常穩定運行，并使得出水水質達標排放。