摘 要：為提高污水處理運營技術(shù)、完善控制體系，研究污水運營過程中的節(jié)能優(yōu)化措施具有重要的現(xiàn)實意義。本文以A2O工藝為背景，首先分析了A2O工藝運營現(xiàn)狀、費用組成及主要影響因素，其次針對主要影響因素的控制原則及控制措施進行探討，論述了關(guān)鍵環(huán)節(jié)的節(jié)能優(yōu)化控制方法。通過控制污泥濃度、溶解氧、加藥量等工藝參數(shù)，實現(xiàn)精細(xì)化調(diào)控及降本增效。

關(guān)鍵詞：A2O工藝;影響因素;節(jié)能優(yōu)化;過程控制

引言

近年來，中國社會經(jīng)濟蓬勃發(fā)展，人們生活水平日益提高，但與此同時，水資源短缺和水環(huán)境破壞的現(xiàn)象日益嚴(yán)重。為改善水體環(huán)境、防治水污染，我國近年來加快城鎮(zhèn)污水和鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的建設(shè)。隨著大建設(shè)期的基本完成，污水處理行業(yè)逐漸格局重塑，轉(zhuǎn)向運營為王的局面。但污水處理系統(tǒng)是一個集變化、平衡、矛盾、控制于一體的平衡系統(tǒng)，需要很強的技術(shù)實踐性。目前，運營階段的各類問題頻頻出現(xiàn)，如運行負(fù)荷不足、運營成本過高，超標(biāo)現(xiàn)象也屢見不鮮，迫切需要成熟、高效、節(jié)能的運營技術(shù)。因此，對污水處理進行過程控制，多方面研究節(jié)能優(yōu)化措施就顯得尤為重要。本文主要以城鎮(zhèn)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)污水處理工藝中常見的A2O生物脫氮除磷工藝為背景進行研究。

1 A2O工藝概述

A2O工藝，即厭氧-缺氧-好氧活性污泥法，由傳統(tǒng)活性污泥工藝衍生而來，是一種廣泛應(yīng)用的生物脫氮除磷工藝。該工藝的主要原理為：通過厭氧、缺氧和好氧交替變化的環(huán)境去除污水中的BOD5、TN、TP、氨氮以及SS。在好氧段，硝化細(xì)菌通過生物硝化作用，將氨氮轉(zhuǎn)化成硝酸鹽;在缺氧段，反硝化細(xì)菌將污水里的有機碳源作為電子供體，通過生物反硝化作用，將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽轉(zhuǎn)化成氮氣逸入到大氣中，從而達(dá)到脫氮的目的;在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物;而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過剩余污泥的排放，將磷除去。

由此可見，污水處理廠運營的核心是培養(yǎng)活性污泥（微生物），管理污水處理廠實際上是在管理微生物，污水處理廠各類儀表、設(shè)備、電控等均為此核心服務(wù)，其種類繁多，必須保證工藝單元有配套、正確、合理、適量的微生物，才能保證污水處理廠的穩(wěn)定高效運行。

在工藝運行過程中，運營費用主要包括能耗、藥耗、設(shè)備維修費、人工成本、日常辦公管理費用。其中，人工成本與日常辦公管理費用與組織架構(gòu)、內(nèi)部管理有關(guān)，能耗與藥耗則與運營的精細(xì)化調(diào)控息息相關(guān)，需要從水量水質(zhì)、工藝、設(shè)備、管理等方方面面進行調(diào)控?？刂颇芎呐c藥耗的主要工藝參數(shù)有：進水負(fù)荷、污泥濃度（MLSS）、食微比、回流比、污泥齡（排泥量）、溶解氧（厭、缺、好各階段）、氧化還原電位、pH值控制、加藥量控制（碳源、絮凝劑）。下面將具體分析各工藝參數(shù)調(diào)控原則。

2節(jié)能優(yōu)化控制方法

因污水進水水質(zhì)、水量皆為動態(tài)變化的過程，廠內(nèi)各運行參數(shù)亦是牽一發(fā)而動全身，故污水調(diào)控過程并不是單一的調(diào)控，而是動態(tài)的、聯(lián)動的調(diào)控。其中，關(guān)鍵調(diào)控因素則有污泥濃度、溶解氧、加藥量等。

2.1污泥濃度的控制

污泥濃度可通過計算污泥負(fù)荷的方法來確定污泥濃度的合理控制范圍，再根據(jù)增大或減少每日排泥量來降低或提高污泥濃度。食微比（F/M），也叫污泥負(fù)荷，表示單位重量的活性污泥在單位時間內(nèi)所承受的有機物的數(shù)量。微生物的生長條件需要合理的底物濃度、營養(yǎng)物質(zhì)和供氧量，依據(jù)食微比調(diào)控污泥濃度可保證微生物的生長處于平衡狀態(tài)。當(dāng)進水污染物濃度低（微生物可食物少）時，污泥濃度應(yīng)相應(yīng)降低，否則易造成食微比過低，影響污泥活性，現(xiàn)場則表現(xiàn)為污泥顏色灰暗，泥水分離效果差，處理效果降低。當(dāng)進水污染物濃度高（微生物可食物多）時，污泥濃度應(yīng)相應(yīng)提高，否則易造成食微比過高，菌膠團內(nèi)未降解有機物過多，引發(fā)污泥粘性膨脹，影響處理效果。A2O工藝的食微比一般控制在0.10-0.25之間（氧化溝工藝控制在0.03-0.08），可保證污泥活性好，污染物去除率高。

2.2溶解氧（DO值）的控制

溶解氧的控制是影響脫氮效果與能耗的關(guān)鍵因素。根據(jù)A20工藝原理可知，好氧段、缺氧段、厭氧段均需精準(zhǔn)控制DO值。缺氧池中DO值過高時，微生物會優(yōu)先利用分子氧消耗碳源，而不是硝酸鹽中的氧，從而導(dǎo)致反硝化過程的碳源消耗量增加;好氧池中DO值過高時，會造成能耗浪費，影響污泥活性;好氧池末端DO值過高時，則可能使得內(nèi)外回流中多余的溶解氧進入缺氧池和厭氧池，同樣會造成碳源消耗量的增加;故實現(xiàn)有效調(diào)控曝氣系統(tǒng)、精準(zhǔn)曝氣對降本增效至關(guān)重要。

DO值的調(diào)控則需依據(jù)現(xiàn)場溶氧儀數(shù)據(jù)，根據(jù)進、出水水質(zhì)和好氧池運行狀況，實時調(diào)節(jié)風(fēng)機風(fēng)量。若系統(tǒng)進水水質(zhì)好、出水水質(zhì)數(shù)值偏低，好氧池DO值控制范圍則可相對降低，可采取提高進水量、降低風(fēng)機風(fēng)量等措施。若進水水質(zhì)差或出水水質(zhì)數(shù)值偏高且有上升趨勢，好氧池DO值控制范圍則應(yīng)相對提高，可采取降級進水負(fù)荷、提高風(fēng)機風(fēng)量等措施。

針對精確曝氣而言，主要是以曝氣池運行情況為基準(zhǔn)，依據(jù)曝氣量，有效控制曝氣系統(tǒng)。要既能確保硝化反應(yīng)需求，還能減少曝氣能耗，達(dá)成節(jié)能保障，提高出水效果。除此之外，進行精確曝氣，應(yīng)依據(jù)污水處理廠具體情況，建立相關(guān)的模型，并根據(jù)模型有效控制曝氣量。在污水實際處理過程中，應(yīng)對重要指標(biāo)進行有效監(jiān)測，實現(xiàn)有效調(diào)控，最終對曝氣進行嚴(yán)格化控制，真正減少能源損耗。

2.3 藥劑投加量的控制

在污水處理過程中，生產(chǎn)藥劑費用則直接影響運營成本。目前，污水廠常用生產(chǎn)藥劑一般分為三類，絮凝劑、碳源和消毒劑。碳源的使用量與系統(tǒng)碳氮比、總氮去除率息息相關(guān)，在運行過程中，要格外注意缺氧池中溶解氧的控制，防止碳源的無效消耗。絮凝劑的使用量需要進行小試，確定最優(yōu)選型和最佳藥劑配比。

此外在運行時，還應(yīng)每日通過鏡檢關(guān)注微生物活性，觀察二沉池剩余污泥的SV值和污泥指數(shù)等各類污泥參數(shù)，關(guān)注污泥形態(tài)。

2.4人的管理

以上各類因素的實時調(diào)控均離不開各類儀表的輔助。而如今，污水廠基本進入自動化控制，但自動化控制的基礎(chǔ)也是建立在龐大的現(xiàn)場運行數(shù)據(jù)之上的，所以現(xiàn)場的運行過程實際是離不開人的調(diào)控，人的調(diào)控與在線儀表、自控系統(tǒng)應(yīng)相輔相成。目前，我國絕大部分污水廠的運營技術(shù)尚待提高，現(xiàn)場運行人員基本為操作人員，工藝的調(diào)控需要專人進行負(fù)責(zé)。因此，還需注重運營人員專業(yè)素質(zhì)的提升和培養(yǎng)，建立專業(yè)的人才隊伍。

結(jié)語

綜上所述，在我國目前的污水廠運營現(xiàn)狀下，迫切需要成熟、高效、節(jié)能的運營技術(shù)。因此，對污水處理進行過程控制，根據(jù)實際情況對節(jié)能優(yōu)化控制方法進行全面的分析，對節(jié)能優(yōu)化控制方法進行多方面研究尤為重要。本文主要以A2O生物脫氮除磷工藝為背景，提出了幾點節(jié)能優(yōu)化控制原則及控制措施。要精準(zhǔn)地分析與控制污泥濃度、溶解氧、藥劑投加量等各項參數(shù)，并不斷地優(yōu)化和改善。同時，還需重視專業(yè)運營人才的培養(yǎng)，提高運營水平。

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作者簡介：

董雯婧（1995-），女，安徽省阜南縣，現(xiàn)任助理工程師，碩士學(xué)位，目前就職于安徽環(huán)境科技集團股份有限公司，從事污水處理廠運營管理工作，研究方向為水污染防治技術(shù)。