A2/O+ 絮凝沉淀池組合工藝在城市污水處理中的生產性應用研究

韓力超

（濟南市政公用資產管理運營有限公司，山東 濟南250101）

1 概述

近年來,隨著濟南市不斷加大水污染防治工作力度,水環境污染惡化的趨勢得到基本控制,全市水環境特別是小清河水質質量得到了持續改善,為了進一步改善小清河水質,氨氮和總磷兩項出水指標于2018 年1 月1 日起執行地方加嚴標準,這也給當地污水處理廠帶來了較大挑戰。濟南市目前的污水處理模式采用“集中與分散處理相結合”[1],出水指標的提升對小規模的污水處理廠帶了較大挑戰。

2 污水處理廠概況

濟南某污水處理廠建于2018 年,總體規模2 萬m3/d,分二期建設,目前一期已完工并投入運行, 設計處理水量為1 萬m3/d。處理工藝采用預處理+AAO+絮凝沉淀+活性砂過濾+消毒處理工藝,設計進 水 水 質 為 CODCr≤500mg/L、TN ≤80mg/L、TP≤7.0mg/L。具體流程見圖1。綜合生化池主要去除污水中的有機物,同時脫氮除磷, 是污水處理廠的核心構筑物。綜合生化池為半地上式鋼筋混凝土矩形池體,1 座2 池,分為厭氧區、缺氧區、過渡區和好氧區,平面尺寸37.3×35.3m,設計流量為0.127m3/s, 設計停留時間16.4h,有效 容 積 7500m3, 污 泥 負 荷0.12kgBOD5/kgMLSS·d, 混 合 液 濃 度MLSS=4000mg/L, 設計泥齡15d, 需氧量185kgO2/h,混合液回流比400%。

絮凝沉淀池對二級處理出水進行絮凝沉淀, 并通過加藥去除水中的磷, 為半地上式鋼筋混凝土矩形水池, 設計流量0.171 m3/s。絮凝池2 格,單格平面尺寸6.0×3.8m,有效水深4.6m,反應時間18min。斜板沉淀池2 格,單個平面尺寸14×5.85m,有效水深4.4m,表面負荷3.8m3/m2·h。

圖1 污水污泥處理工藝流程圖

圖2 處理工藝進出水COD 變化趨勢

3 處理工藝運行效果

本實驗研究中進水來自市政生活污水, 試驗時間自2020 年1 月至2020 年10 月。

從圖2～圖4 可以看出, 該工藝進水COD、TN 和TP 平均值分別為578.49mg/L、70.90mg/L 和5.10mg/L, 其中進水COD 長期高于設計標準, 進水總氮在2-5 月高于設計標準。冬季進水COD、總氮和總磷濃度相對較高,夏季進水COD、總氮和總磷濃度相對較低,這主要是由于冬夏季居民生活用水量所決定的。整個工藝出水COD、總氮和總磷的平均值分別為16.05mg/L、8.31mg/L 和0.06mg/L,平均去除率分別為97.19%、87.72%和98.88%,可見該工藝對主要污染物的去除率比較穩定。該廠進水COD高于普遍設計標準, 若進水COD 大于1000mg/L 通常會導致出水總氮升高,這是由于微生物在分解有機物的同時消耗過多的溶解氧,使得硝化菌因缺氧無法正常反應影響后續反硝化的進行。通過增加曝氣量以及減少進水量的方式可提升好氧池內溶解氧濃度,使硝化反應得到迅速恢復。

由于當地出水排放標準中的COD、NH3-N 及TP 等指標嚴于一級A 標準,為確保出水穩定達標,后續增加絮凝沉淀池及連續流砂濾池作為深度處理設施。其目的和作用主要是去除SS, 進一步降低出水中的COD和BOD5。同時,A2/O+絮凝沉淀池組合工藝相較于常規處理工藝,在絮凝沉淀池增加后端除磷劑加藥點,有利于進一步去除水中可溶性總磷及懸浮物,提高了出水達標的穩定性,確保出水穩定達標。

圖3 處理工藝進出水TN 變化趨勢

4 處理工藝成本分析

目前,污水處理效率不高而成本很高是污水處理工藝普遍存在的問題,在處理工藝正常運行時,運營單位既要確保處理工藝的穩定達標排放,同時還應將運營成本控制在較低水平,保證污水處理設施的高效性和經濟性。綜合該站2020 年1-10 月運行情況,其處理成本見表1。

根據表1 可知, 新建的污水處理廠的運行成本主要體現在人工費、電費、藥劑費和污泥外運處置費等,其中藥劑費和污泥外運處置費較前幾年有大幅度的上升。隨著出水標準的提高,除磷劑投加量較之前有所提高；此外,隨著人民生活水平的提高,進水碳氮比過低,為保證活性污泥反應所需的最佳碳氮比,還需額外投加大量碳源(主要成分為葡萄糖),二者直接導致藥劑費用的大幅上升。同時,隨著環保部門對污泥處置重視程度的不斷提高,污泥處置技術不斷升級,污泥外運和處置成本也較之前有所提高。

圖4 處理工藝進出水TP 變化趨勢

表1 污水處理成本組成

5 結論

5.1 雖然污水處理廠進水COD、總氮等濃度時常高于設計標準,但通過合理調整運行參數,A2O+絮凝沉淀處理工藝出水效果依然比較理想,對COD、TN、TP 的平均去除率分別為97.19%、87.72%和98.88%

5.2 相比大型污水處理廠,該污水處理廠運行規模較小,運行成本及能耗較高, 應根據進水水質變化進一步優化曝氣設置及藥劑的投加,降低單位運行成本。