改進AAO工藝在埃塞俄比亞布雷污水處理廠中的應(yīng)用

付亞平

摘要：依托埃塞俄比亞布雷綜合農(nóng)業(yè)工業(yè)園（BIAIP）污水處理廠項目，提出了一種改進AAO污水處理工藝，應(yīng)用于實際工程后，對完成試運營期的進出水進行連續(xù)150d水質(zhì)監(jiān)測。監(jiān)測結(jié)果表明：所提出的改進AAO工藝，有效促進了磷的釋放和強化反硝化作用，可快速去除溶解性有機物，使得污水處理后各指標得到大幅度降低，總氮濃度TN去除率平均值為88.1%，總磷濃度TP去除率平均值為87.7%，總懸浮物濃度TSS去除率平均值為96.8%，5日生化需氧量濃度BOD5去除率平均值為98.3%，化學需氧量濃度COD去除率平均值為92.2%。同時，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的雜質(zhì)，具有較高的去除率，且具有較好地適應(yīng)污水的雜質(zhì)濃度的劇烈變化和較好的抗沖擊負荷能力。

關(guān)鍵詞：改進AAO工藝；埃塞俄比亞；污水處理廠；雜質(zhì)

0? ?引言

隨著城市化進程的推進，污水處理已經(jīng)成為一個日益重要的問題，埃塞俄比亞的布雷市作為該國的一個重要城市，也面臨著這樣的問題[1]。埃塞俄比亞的污水處理質(zhì)量低下，不僅對當?shù)鼐用竦纳睢⒐ぷ骱徒】翟斐闪擞绊懀矊Νh(huán)境造成了嚴重的污染。

為了防止封閉水系統(tǒng)中的富營養(yǎng)化，并滿足日益嚴格的污水排放標準，選擇最佳的污水處理藝實現(xiàn)深度脫氮和除磷，對于水資源的高效利用和水生態(tài)的有效保護具有十分重要的意義[2-3]。基于AAO工藝在城市污水處理中的廣泛應(yīng)用，本文在原有的基礎(chǔ)工藝上提出了一種改進AAO污水處理工藝，并通過現(xiàn)場水質(zhì)監(jiān)測的手段驗證該工藝的有效性。

1? ?工程概況

布雷綜合農(nóng)業(yè)工業(yè)園區(qū)位于埃塞俄比亞布爾鎮(zhèn)管轄下的阿姆哈拉國家區(qū)域州，該地毗鄰連接亞的斯亞貝巴和巴希爾達爾的聯(lián)邦公路，廠址距首都亞的斯亞貝巴約400km，距布雷鎮(zhèn)4km，距拜爾達爾鎮(zhèn)156km。

布雷綜合農(nóng)業(yè)工業(yè)園（BIAIP）由多種類型的食品加工和制造廠組成，園區(qū)占地260多公頃。由于布雷綜合農(nóng)業(yè)工業(yè)園每天會產(chǎn)生大量生活生產(chǎn)污水，為此必須建設(shè)污水處理廠，對生活生產(chǎn)污水進行處理。污水經(jīng)處理達標后排放或作為中水水源進行回用，以保持周邊環(huán)境不受污染。

擬建污水處理廠將在農(nóng)業(yè)工業(yè)園內(nèi)建設(shè)污水廠規(guī)劃用地面積24028.7m2，一期規(guī)劃12558.7m2，預(yù)留擴建用地11470m2。污水處理廠新建工程內(nèi)容包括廠區(qū)內(nèi)污水處理工藝構(gòu)筑物、生產(chǎn)附屬房屋的工藝管線、建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電力、通信設(shè)計等，污水廠內(nèi)建筑物包括綜合樓、門衛(wèi)、提升泵房、中水泵房、發(fā)電機房、風機房、污泥貯存間等。污水廠內(nèi)構(gòu)筑物包括格柵井、污水調(diào)節(jié)池、水解池、SBR進水池、SBR生化池、污水出水池、中水回用水池、污泥濃縮池、污泥調(diào)節(jié)池、污泥消化池等。

目前，工藝園區(qū)污水管網(wǎng)已經(jīng)建成，并鋪設(shè)至擬建污水處理廠大門外。設(shè)計廢水日均流量為3000m3/d或125m3/h，設(shè)計廢水最大小時流量為375m3/h。布雷綜合農(nóng)業(yè)工業(yè)園（BIAIP）污水處理廠的進出水指標要求如表1所示。

2? ?改進AAO工藝的污水處理工藝

2.1? ?格柵處理

改進AAO污水處理工藝流程如圖1所示。處理時，來自綜合農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園內(nèi)不同處理單元的生產(chǎn)及生活污水排入污水處理廠，通過格柵去除較大的懸浮物、浮渣、纖維物質(zhì)和固體顆粒物質(zhì)，以確保后續(xù)處理機組和泵正常運行，減少后續(xù)處理的處理負荷，并防止管道和泵堵塞[4]。

格柵井尺寸為7.5m×2.4m×4.5m，進水泵房直徑5.5m，高度7.6m，格柵井內(nèi)設(shè)置手動粗格柵、機械細格柵和螺旋輸送機各1臺，進水泵房設(shè)置污水提升泵3臺，兩用一備，將污水提升至后續(xù)反應(yīng)單元。

2.2? ?調(diào)節(jié)池處理

調(diào)節(jié)池的調(diào)節(jié)作用，減小了污水進水流量及水質(zhì)不均勻?qū)μ幚順?gòu)筑物的影響，并將單位時間的處理水量降低。利用隔油除砂設(shè)備進一步將污水中的砂礫和含油物質(zhì)濾除，減少污水生化處理負荷[5]。調(diào)節(jié)池共1格，為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸為18.0m×16.0m×6.5m，調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置攪拌器2臺，潛水提升泵3臺，一體化隔油除砂設(shè)備1套。

2.3? ?水解池處理

進入水解池后，利用水解池內(nèi)的微生物對有機污染物進行分解，將大分子有機物分解成簡單小分子，達到水解酸化的目的。降低廢水的COD，提高廢水的BOD與COD比值，提高可生化性，有利于后續(xù)反硝化碳源利用及好氧處理，池底污泥排入污泥濃縮池[6-8]。水解池分為2格，為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單格凈尺寸為10.0m×8.0m×8.0m。水解池內(nèi)設(shè)置排泥泵2臺，布水器及補水分配系統(tǒng)2套。

2.4? ?缺氧前區(qū)和厭氧前區(qū)處理

基于傳統(tǒng)的AAO工藝，本文提出其改進工藝為：進入SBR進水池之前，設(shè)置缺氧前區(qū)和厭氧前區(qū)，缺氧前區(qū)一方面起到緩沖的作用，同時也具有促進磷的釋放和強化反硝化作用；在厭氧前區(qū)中污水的溶解性有機物能夠被快速去除，從水解池流入的硝化液中硝酸鹽和亞硝酸鹽通過反硝化得到去除，同時厭氧區(qū)還能防止污泥產(chǎn)生膨脹的作用[9]。

2.5? ?SBR進水池處理

然后經(jīng)SBR進水池，進入SBR生化池中。SBR進水池主要是提高SBR生化池的進水均勻性和調(diào)節(jié)流量的作用。SBR生化池中分為厭氧區(qū)、缺氧區(qū)和好氧區(qū)。沉淀污泥部分回流進入?yún)捬鯀^(qū)，部分剩余污泥排入污泥濃縮池。SBR進水池共1格，為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸為16.0m×6.0m×8.0m。SBR進水池內(nèi)設(shè)置潛水提升泵4臺。SBR生化池分為4格，為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，單格尺寸為23.0m×11.0m×6.0m。

2.6? ?SBR出水池處理

處理后的上清液進入SBR出水池，通過加壓泵加壓經(jīng)過過濾系統(tǒng)后進入中水回用水池，過濾設(shè)備主要用于對出水進一步過濾，消除出水中的雜質(zhì)。采用NaClO消毒，加藥間內(nèi)設(shè)置NaClO發(fā)生裝置、NaClO投加裝置、兩個溶鹽罐和兩個儲藥罐，用來溶解及儲存藥劑。SBR出水池為1座半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，尺寸為13.0m×8.0m×6.0m，SBR出水池內(nèi)設(shè)置潛水提升泵3臺。

2.7? ?污泥池處理

各池的污泥收集后，依次經(jīng)過污泥濃縮池、污泥調(diào)節(jié)池、污泥消化池，進一步降低污泥的含水率，提高其穩(wěn)定性后，污泥被泵入壓濾機。污泥中的水被壓濾形成硬餅，當壓力達到1.2MPa時，沖壓過程結(jié)束，污泥餅由壓濾機排出[10]。污泥脫水系統(tǒng)包含疊螺脫水機，含進料泵、加藥裝置，處理完污泥含水率60%～65%。經(jīng)過壓濾脫水，產(chǎn)生的污泥餅貯存在污泥貯存間，定期外運。

污泥濃縮池為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直徑8.0m，高度5.0m，污泥濃縮池內(nèi)設(shè)置中心傳動濃縮機1套。污泥調(diào)節(jié)池為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，直徑4.3m，高度5.4m，對污泥進行混凝和絮凝處理，以提高污泥脫水性能，污泥調(diào)節(jié)池內(nèi)設(shè)置污泥攪拌器1臺[11]。污泥消化池分為一座三格，為半地下式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，工藝尺寸為23.0m×9.0m×5.0m。通過污泥好氧消化，使污泥中微生物處于內(nèi)源呼吸階段進行自身氧化，降解和穩(wěn)定污泥中的有機物，污泥消化池內(nèi)設(shè)置曝氣系統(tǒng)3套。

除臭系統(tǒng)采用低溫等離子+光氧化催化+活性炭一體化除臭系統(tǒng)，設(shè)備置于調(diào)節(jié)池池頂，收集調(diào)節(jié)池、水解池中散發(fā)的氣體，處理完全后排放[12]。

3? ?改進AAO工藝的污水處理效果分析

為了研究AAO工藝的污水處理效果，對污水處理廠試運營結(jié)束后，在總進水管口與總排水管口進行取樣，試驗分析化學需氧量濃度COD、5日生化需氧量濃度BOD5、總懸浮物濃度TSS、總氮濃度Total N和總磷濃度TotalP5個指標的變化情況，取樣監(jiān)測時間為150d，結(jié)果如圖2至圖6所示。

3.1? ?進出水總氮濃度TN

從圖2中可以看出，在監(jiān)測時段內(nèi)，進水總氮濃度TN呈現(xiàn)劇烈的變化，總氮濃度TN最大值為69.9%，最小值為30.4%，平均值為49.6%，標準差為11.2%。處理后的污水出水口總氮濃度TN得到大幅度降低，總氮濃度TN最大值為8.8%，小于總氮濃度TN出水10%的限值要求（如表1所示），最小值為2.1%，平均值為5.6%，標準值為1.9%。總氮去除率最大值為96.5%，最小值為73.7%，平均值為88.1%，標準值為4.9%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的氮元素，并且具有較好地適應(yīng)污水的雜質(zhì)濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

3.2? ?進出水總磷濃度TP

從圖3中可以看出，在監(jiān)測時段內(nèi)，進水總磷濃度TP呈現(xiàn)劇烈的變化，總磷濃度TP最大值為12.9%，最小值為2.1%，平均值為7.8%，標準差為3.2%。處理后的污水出水口總磷濃度TP得到大幅度降低，總磷濃度TP最大值為1.5%，小于總磷濃度TP出水2%的限值要求，最小值為0.1%，平均值為0.8%，標準值為0.4%。總磷去除率最大值為97.8%，最小值為68.8%，平均值為87.7%，標準值為6.7%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的磷元素，并且具有較好地適應(yīng)污水的雜質(zhì)濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

3.3? ?進出水總懸浮度濃度TSS

從圖4中可以看出，在監(jiān)測時段內(nèi)，進水總懸浮物濃度TSS呈現(xiàn)劇烈的變化，總懸浮物濃度TSS最大值為697.1%，最小值為455.4%，平均值為580.8%，標準差為7.4%。處理后的污水出水口總懸浮物濃度TSS得到大幅度降低，總懸浮物濃度TSS最大值為24.7%，小于總懸浮物濃度TSS出水30%的限值要求，最小值為10.0%，平均值為17.8%，標準值為4.2%。總懸浮物濃度TSS去除率最大值為98.4%，最小值為94.9%，平均值為96.8%，標準值為0.8%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的懸浮物，具有較高的去除率，并且具有較好地適應(yīng)污水的雜質(zhì)濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

3.4? ?進出水5日生化需氧量濃度BOD5

從圖5中可以看出，在監(jiān)測時段內(nèi)，進水5日生化需氧量濃度BOD5呈現(xiàn)劇烈的變化，5日生化需氧量濃度BOD5最大值為779.6%，最小值為501.8%，平均值為643.6%，標準差為82.0%。處理后的污水出水口5日生化需氧量濃度BOD5得到大幅度降低，5日生化需氧量濃度BOD5最大值為14.9%，小于5日生化需氧量濃度BOD5出水20%的限值要求，最小值為5.0%，平均值為10.3%，標準值為2.9%。5日生化需氧量濃度BOD5去除率最大值為99.2%，最小值為97.1%，平均值為98.3%，標準值為0.5%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的雜質(zhì)，具有較高的去除率，并且具有較好地適應(yīng)污水的雜質(zhì)濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

3.5? ?進出水化學需氧量濃度COD

從圖6中可以看出，在監(jiān)測時段內(nèi)，進水化學需氧量濃度COD呈現(xiàn)劇烈的變化，化學需氧量濃度COD最大值為1481.1%，最小值為301.6%，平均值為909.3%，標準差為361.9%。處理后的污水出水口化學需氧量濃度COD得到大幅度降低，化學需氧量濃度COD最大值為89.8%，小于化學需氧量濃度COD出水100%的限值要求，最小值為22.5%，平均值為60.2%，標準值為16.7%。化學需氧量濃度COD去除率最大值為97.5%，最小值為80.6%，平均值為92.2%，標準值為3.6%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的雜質(zhì)，具有較高的去除率，并且具有較好地適應(yīng)污水的雜質(zhì)濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

4? ?結(jié)束語

本文以埃塞俄比亞布雷綜合農(nóng)業(yè)工業(yè)園（BIAIP）污水處理廠為研究對象，提出了一種改進AAO污水處理工藝，應(yīng)用于實際工程后對完成試運營期的進出水進行連續(xù)150d水質(zhì)監(jiān)測，得到以下幾個結(jié)論：

基于傳統(tǒng)的AAO工藝，提出其改進工藝為：進入SBR進水次之前，設(shè)置缺氧前區(qū)和厭氧前區(qū)，缺氧前區(qū)一方面起到緩沖的作用，同時也具有促進磷的釋放和強化反硝化作用；在厭氧前區(qū)中污水的溶解性有機物能夠快速被去除，從水解池流入的硝化液中硝酸鹽和亞硝酸鹽通過反硝化得到去除，同時厭氧區(qū)還能防止污泥產(chǎn)生膨脹的作用。

污水處理后各指標得到大幅度降低，總氮濃度TN去除率平均值為88.1%，總磷濃度TP去除率平均值為87.7%，總懸浮物濃度TSS去除率平均值為96.8%，5日生化需氧量濃度BOD5去除率平均值為98.3%，化學需氧量濃度COD去除率平均值為92.2%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的雜質(zhì)，具有較高的去除率，且具有較好地適應(yīng)污水的雜質(zhì)濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

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