低溫條件下采用改良A2/O ＋深度處理工藝污水處理效果

尤會春

（大連經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)排水管理有限公司，遼寧 大連 116600）

1 A2/O 工藝與改良A2/O 工藝比較

1.1 A2/O 工藝

A2/O 工藝早在20世紀(jì)70年代，由美國的一些專家在厭氧—好氧（A/O）工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的污水處理工藝，旨在能同步去除污水中的氮和磷［1］，是傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。

A2/O 工藝流程如下：

在A2/O 工藝中，厭氧池主要用于生物除磷，缺氧池主要用于生物脫氮反硝化，好氧池主要用于生物脫氮硝化和進(jìn)一步氧化分解有機(jī)物。污水中的碳源物質(zhì)（B O D）先進(jìn)入?yún)捬醭?，與回流的含磷污泥混合，在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下，廢水中易生物降解的有機(jī)物被聚磷菌吸收，并以PH B 的形式貯存在體內(nèi)，使污水中B O D 濃度下降［2］；混合液進(jìn)入缺氧池后反硝化菌利用其它可能利用的碳源進(jìn)行反硝化，將回流到缺氧池的硝態(tài)氮還原成氮?dú)馀湃氪髿庵校_(dá)到脫氮的目的，但磷幾乎不變；混合液進(jìn)入好氧池后有機(jī)物被進(jìn)一步氧化分解，硝化菌完成硝化過程，聚磷菌則在利用廢水中殘留有機(jī)質(zhì)的同時，主要通過分解其體內(nèi)貯存的PH B 所放出的能量維持其生長，并過量攝取污水中的溶解態(tài)磷，磷的去除最終是通過排除二沉池的富磷剩余污泥完成的［3］。

1.2 改良A2/O 工藝

由于A2/O 工藝生物脫氮效率不可能達(dá)到100%，一般情況下不超過85%，出水中總會有相當(dāng)數(shù)量的硝態(tài)氮，這些硝態(tài)氮隨回流污泥進(jìn)入?yún)捬醭?，將?yōu)先奪取污水中易生物降解有機(jī)物，使聚磷菌缺少碳源，失去競爭優(yōu)勢，降低除磷效果。在進(jìn)水碳源（B O D）不足情況下，這種現(xiàn)象尤為明顯，針對此情況又開發(fā)了改良A2/O 工藝。

改良A2/O 工藝是在普通A2/O 工藝前增加一前置反硝化段（厭氧/缺氧調(diào)節(jié)池），全部回流污泥和10%～30%（根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)節(jié)）的水量進(jìn)入?yún)捬?缺氧調(diào)節(jié)池中，剩下90%～70%的水量進(jìn)入?yún)捬醭?。主要目的是利用少量進(jìn)水中的可快速分解的有機(jī)物作碳源去除回流污泥中的硝酸鹽氮，從而為后序厭氧段聚磷菌的磷釋放創(chuàng)造良好的環(huán)境，提高生物除磷效果［4］。

改良A2/O 工藝流程如下：

改良A2/O 工藝可以合理分配和充分利用碳源，在保證生物脫氮的基礎(chǔ)上，獲得較好的除磷效果。在厭氧——缺氧——好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會大量繁殖，不易發(fā)生污泥膨脹，污泥中磷含量較高。在改良A2/O 生物池設(shè)計(jì)上增加多點(diǎn)進(jìn)水、多點(diǎn)內(nèi)回流，改善了脫氮和除磷之間對碳源和環(huán)境的競爭關(guān)系［5］，提高了工藝的靈活性，通過調(diào)節(jié)混合液回流泵使內(nèi)回流比達(dá)到200%甚至更高，以實(shí)現(xiàn)提高總氮去除率的目的［6］。

改良A2/O 工藝特點(diǎn)是抗沖擊能力強(qiáng)、構(gòu)造簡單、控制復(fù)雜性小、還可以從很大程度上解決脫氮和除磷所固有的矛盾。厭氧、缺氧、好氧三種不同的環(huán)境條件和各類微生物菌群的有機(jī)配合，同時具有去除有機(jī)物、脫氮和除磷的功能；原水按一定比例分配給厭氧池和缺氧池，這樣可以根據(jù)水質(zhì)特點(diǎn)以及對污水脫氮除磷的要求，對進(jìn)水分配比進(jìn)行靈活調(diào)節(jié)，同時兼顧脫氮和除磷［7］。

2 北方城市污水處理廠采用改良A2/O ＋深度處理工藝實(shí)例

大連開發(fā)區(qū)污水處理二廠地處中國北方城市大連市區(qū)北部，冬季水溫較低，最低達(dá)6℃。根據(jù)遼寧省D B 21/1627-2008《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》的要求，大連開發(fā)區(qū)污水處理二廠工藝升級改造工程于2010年8月開工建設(shè)，2012年6月完工，生物處理采用改良A2/O除磷脫氮工藝，深度處理采用機(jī)械混合池+高密度沉淀池+微濾機(jī)+紫外線消毒工藝，規(guī)模為8萬噸/日，占地面積12.5萬平方米，服務(wù)面積約為27平方公里，出水水質(zhì)執(zhí)行一級A 標(biāo)準(zhǔn)。

2.1 預(yù)處理

拆除2座鐘式沉砂池，新建1座細(xì)格柵間及曝氣沉砂池，有利于提高后續(xù)生物池進(jìn)水中的碳源，減少雜質(zhì)對生物池運(yùn)行的影響。更換2臺粗格柵，粗格柵采用旋轉(zhuǎn)式固液分離機(jī)，格柵間隙15mm。5臺進(jìn)水泵，采用離心式潛水泵，更換其中2臺，潛水泵揚(yáng)程13.4m、電機(jī)功率55kw。新建細(xì)格柵間平面尺寸15m×11.5m，分上下兩層。設(shè)2臺細(xì)格柵，格柵間隙15mm。新建1座帶除油、除浮渣功能的曝氣沉砂池，替代原有的2座鐘式沉砂池。曝氣沉砂池平面尺寸22.85m×11m。曝氣沉砂池分兩格，停留時間5.5min。

2.2 二級處理

將原有的2座A2/O 除磷生物池改造為2座好氧生物池，拆除原有的2座初沉池，在該位置新建2座厭氧/缺氧調(diào)節(jié)池、厭氧池、缺氧池，形成2套改良A2/O生物池。新建的2座厭氧/缺氧調(diào)節(jié)池、厭氧池、缺氧池其平面尺寸82m×43m，有效水深6m，每座池分為兩組，共8格，每格內(nèi)設(shè)有1臺潛水推進(jìn)器。改造后的生物池曝氣還延用原有的5臺鼓風(fēng)機(jī)和空氣管路系統(tǒng)。

在預(yù)留地新建2套改良A2/O 生物池，其平面尺寸150m×61m，有效水深7m，生物池分兩組，每組分為厭氧/缺氧調(diào)節(jié)池、厭氧池、缺氧池和好氧池。在厭氧/缺氧調(diào)節(jié)池、厭氧池、缺氧池均設(shè)有1臺水下推進(jìn)器；好氧區(qū)設(shè)有管式曝氣系統(tǒng)；好氧及缺氧泥齡17d，污泥濃度4300mg/l，污泥負(fù)荷0.070kgB O D 5/kgM LS S.d，容積負(fù)荷0.300kgB O D/m3.d，總名義停留時間30.21h。新建鼓風(fēng)機(jī)房供新系統(tǒng)使用。平面尺寸30m×14m，鼓風(fēng)機(jī)房內(nèi)設(shè)有4 臺多級離心鼓風(fēng)機(jī)，3用1備。鼓風(fēng)機(jī)壓力8m、電機(jī)功率220kw。

新建1座加碳間，加碳間用于進(jìn)水碳源不足時向生物池補(bǔ)充碳源，投加點(diǎn)設(shè)在新、老系統(tǒng)生物池的缺氧段。碳源采用乙酸鈉（CH 3CO O Na）固體。

2.3 深度處理

拆除1座加氯間、加藥間和1座提升泵房和接觸池。新建1 座凈水間。平面尺寸35m×49m+35m×35m。凈水間內(nèi)設(shè)有4 座機(jī)械混合池，每座混合池分為兩格，每格內(nèi)設(shè)有1臺快速混凝攪拌器，攪拌器配有調(diào)頻裝置，混合時間120s；4 座高密度沉淀池，每池由1個機(jī)械絮凝池和1個濃縮／斜管沉淀池組成。絮凝時間13min，斜管上升流速8.1m/h；3座微濾機(jī)池，單池尺寸10.6m×4m×3.4m（水深），每座池設(shè)有1臺微濾機(jī)、3臺反沖洗水泵及1臺控制柜，總過濾面積705.6m2，濾速6.4m/h，孔徑10um，規(guī)格為φ3m，單片有效過濾面積12.6m2，盤片數(shù)14 片；采用2個紫外線消毒槽，每個槽內(nèi)設(shè)有一個模塊組，每個模塊組含有11個模塊，每個模塊8根燈管，共176根低壓高強(qiáng)紫外燈管。另外還設(shè)有2個配電中心、1個控制中心、2套自動水位控制系統(tǒng)、2個水位傳感器等，紫外線穿透率≥60%，模塊數(shù)為2個，總功率44kw。

2.4 污水處理效果

根據(jù)氣象臺統(tǒng)計(jì)：大連2013年冬季1月份最低氣溫-13℃，最高氣溫4℃；夏季7月份最高氣溫31℃、最低氣溫21℃；截至到2014年3月，升級改造后的大連開發(fā)區(qū)污水處理二廠已運(yùn)行22個月，出水水質(zhì)均達(dá)到一級A 排放標(biāo)準(zhǔn)。2013年冬季1月份進(jìn)水、出水水質(zhì)及去除率（見表1），夏季7月份進(jìn)水、出水水質(zhì)及去除率（見表2）。

從表1 和表2的比較可以看出，冬季受低溫影響，S S、CO D Cr、T P 和B O D 5去除率變化不大，T N和NH 3-N去除率比夏季偏低，但仍有較高的去除率，出水水質(zhì)均達(dá)到一級A 排放標(biāo)準(zhǔn)。

設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)（見表3）和實(shí)際進(jìn)水出水水質(zhì)（見表4）對比表明，改良A2/O ＋深度處理工藝在北方低溫的大連開發(fā)區(qū)污水處理二廠收到了良好的效果。

3 結(jié)論

改良A2/O+深度處理工藝具有穩(wěn)定高效的脫氮除磷效果、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、維護(hù)簡便、構(gòu)造簡單，適合北方寒冷地區(qū)大型城市污水處理廠采用。在低溫條件下，該工藝對T N和NH 3-N仍有較高的去除率，出水水質(zhì)能夠穩(wěn)定達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（G B 18918-2002）中的一級A 排放標(biāo)準(zhǔn)。

表1：2013年冬季1月進(jìn)水、出水水質(zhì)及去除率

表2：2013年夏季7月進(jìn)水、出水水質(zhì)及去除率

表3：設(shè)計(jì)進(jìn)水、出水水質(zhì)

表4：2013年實(shí)際進(jìn)水、出水水質(zhì)

［1］楊云龍，閆鴻遠(yuǎn).A2/O 脫氮除磷工藝［J］.山西建筑，2004，30(22)：85-86.

［2］鮑艷衛(wèi).A 2/O 工藝的發(fā)展和應(yīng)用［J］.價值工程，2013，1：62-63.

［3］張珺.A 2/O 工藝的局限性及其改進(jìn)［J］.市政技術(shù)，2012，30（5）：111-114.

［4］大連開發(fā)區(qū)污水處理二廠工藝升級改造工程可研修改報(bào)告［R］.中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院，2009.

［5］宋瑞平，陶如鈞.A 2/O 工藝在污水處理廠提標(biāo)擴(kuò)容工程中的應(yīng)用［J］.中國給水排水，2013，29（18）：100-102.

［6］羅鋒，徐永濤，陶濤.U NIT A NK 與A 2/O 工藝處理低碳源污水的對比研究［J］.中國給水排水，2013，29（13）：101-104.

［7］李思敏，杜國帥，唐鋒兵.改良A 2/O 工藝對低碳源污水的脫氮 除磷性能分析［J］.中國給水排水，2013，29（12）：25-29.