A/O工藝在一體化生活污水處理設(shè)備中的應(yīng)用

葛 娜

(四川省機(jī)場(chǎng)集團(tuán)有限公司，四川 成都 610225)

0 前 言

目前，環(huán)境保護(hù)理念深入人心，污水處理達(dá)標(biāo)的情況受到了行業(yè)相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的高度關(guān)注和重視，綠色環(huán)境建設(shè)事業(yè)得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。當(dāng)然發(fā)展污水處理事業(yè)不是環(huán)保人的最終目的，而是杜絕不達(dá)標(biāo)排放，保護(hù)水資源，使水污染對(duì)環(huán)境的影響降到最低。污水達(dá)標(biāo)排放對(duì)人類(lèi)文明的健康綠色發(fā)展具有深遠(yuǎn)而重大的意義。隨著我國(guó)近幾年環(huán)保事業(yè)和綠色環(huán)境建設(shè)的大力發(fā)展，城市、人群聚集區(qū)已經(jīng)建設(shè)有完善的污水處理系統(tǒng)。而一些遠(yuǎn)離人群聚集區(qū)、遠(yuǎn)離城市污水處理系統(tǒng)的區(qū)域，由于污水排放量小、管道輸送成本造價(jià)高等原因暫時(shí)缺少污水處理系統(tǒng)。本文中的遠(yuǎn)機(jī)位候機(jī)廳就是屬于這種距離污水管網(wǎng)較遠(yuǎn)(約3 km)且需要穿越機(jī)坪，采用污水管道運(yùn)輸?shù)某杀具^(guò)高。該處旅客及工作人員相對(duì)較少，所以污水量較小，約50 t/d。

1 工程概況

該工程位于機(jī)場(chǎng)機(jī)坪內(nèi)，主要處理旅客及工作人員生活污水，進(jìn)水水質(zhì)多為糞便，可生化性好、污染物濃度不高、N濃度較高，因?yàn)橄礈靹┑仁褂幂^少，P的濃度較低，但是該處污水可能含病原體。進(jìn)水出水水質(zhì)情況見(jiàn)表1。

表1 污水水質(zhì)指標(biāo)及限值

由于機(jī)場(chǎng)區(qū)域有對(duì)應(yīng)限高要求，因此該工程采取地埋式。工程占地面積為1 398.6 m2，位置相對(duì)較緊湊。

綜合以上原因，A/O生物接觸氧化工藝一體化污水處理系統(tǒng)較為適合該工程。

2 工藝處理情況

2.1 工藝核心——脫氮

A/O工藝法具體為厭氧和好氧串聯(lián)起來(lái)的工藝法，A(Anacrobic)、O(Oxic)，先是厭氧階段，能夠有效脫氮和除磷；然后是好氧階段，可以把污水中大批有機(jī)物去除掉[1-2]。

污水中所含的大量氨氮成分在曝氣系統(tǒng)(鼓風(fēng)機(jī))供氧形成充氧的條件下(O階段)，硝化菌作為重要的角色參與硝化反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)果生成硝態(tài)的氮，這部分硝態(tài)的氮再通過(guò)好氧池內(nèi)的硝化液回流泵抽回至水解酸化池前段厭氧階段段，在水流循環(huán)流入液面底部形成缺氧環(huán)境，在水解酸化池內(nèi)缺氧的環(huán)境條件下，兼具厭氧反硝化菌去除污水中有機(jī)物的反應(yīng)(這部分有效降低了COD值)，在處理反應(yīng)過(guò)程中這些有機(jī)物充當(dāng)電子供體角色，硝態(tài)氮扮演電子受體角色，產(chǎn)生反應(yīng)，把硝態(tài)氮還原成了氣體形式，整改過(guò)程處理綠色無(wú)污染[3-4]。A/O法脫氮過(guò)程的特點(diǎn)為。

1)流程較為簡(jiǎn)單，該工程案例未進(jìn)行額外的外加碳源，原污水碳源充足，前期建設(shè)和后期運(yùn)行的費(fèi)用較低。

2)前期是反硝化過(guò)程，后期是硝化過(guò)程，在水解酸化池和好氧池區(qū)域形成內(nèi)循環(huán)，原來(lái)的污水中富含的有機(jī)物提供充足碳源，效果好，反硝化過(guò)程進(jìn)行的很到位。

3)裝置有曝氣系統(tǒng)的好氧池在后半段，好氧池內(nèi)將進(jìn)一步去除反硝化進(jìn)程中的殘留污染物，出水水質(zhì)化驗(yàn)的結(jié)果更好。

4)該工程案例中A段水解酸化池水面較為平靜，未添加攪拌裝置，而避免溶解氧的增加，缺氧環(huán)境較好。好氧池內(nèi)的曝氣前段強(qiáng)后端弱，逐步遞減的供氧模式。通過(guò)硝化液回流泵提升至A段時(shí)溶解氧含量低，確保了A段的缺氧狀態(tài)。

2.2 工藝核心——降低COD值

前面脫氮過(guò)程已經(jīng)提到了有機(jī)物等降低COD值的反應(yīng)過(guò)程。如圖1所示，為該工程案例的處理工藝流程示意圖。針對(duì)A/O工藝如何有效降低COD值？本文將簡(jiǎn)要從厭氧階段和好氧階段闡述，當(dāng)然各類(lèi)出水指標(biāo)的降低原理相互依托，不可分離。關(guān)于COD值降低主要取決于有機(jī)物的分解效果，效果越好，出水COD值越低。

圖1 A/O工藝的一體化污水處理設(shè)備流程示意圖

在水解酸化池里為缺氧階段，這個(gè)階段的溶解氧DO值≤0.2 mg/L，缺氧環(huán)境中，異養(yǎng)菌能夠把生活污水中的大部分主要懸浮污染物、可溶性的物質(zhì)水解成有機(jī)酸形式，這個(gè)過(guò)程把有機(jī)物形態(tài)從大分子分解為小分子，把不溶性有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性，當(dāng)這些水解反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池內(nèi)，溶解氧DO值范圍為2～4 mg/L，此時(shí)對(duì)污水的可生化性較高。

當(dāng)然，COD值的降低在該工程案例中也通過(guò)物化法，投加絮凝劑聚合氯化鋁PAC(25kg)和助凝藥劑PAM(0.25kg)來(lái)降低。

2.3 工藝核心——降低TP值

通過(guò)前面的敘述，A/O工藝的脫氮能力相當(dāng)突出和有效，那么除磷呢？污水中的磷在溶解氧DO≤0.2mg/L(厭氧環(huán)境)，釋P過(guò)程釋放出聚磷菌，聚磷菌通過(guò)分解體內(nèi)的聚磷酸鹽產(chǎn)生核苷酸ATP，并利用ATP提供能量把污水中的大量有機(jī)物攝入，然后以有機(jī)顆粒的形式貯存于自身細(xì)胞內(nèi)，再將分解的聚磷酸鹽反應(yīng)生成的的鹽酸排出。

另外一個(gè)過(guò)程是吸磷階段，曝氣供氧的好氧池階段，聚磷菌將自身細(xì)胞體內(nèi)的聚b-羥基丁酸，借助污水中的BOD5進(jìn)行氧化分解反應(yīng)，釋放出來(lái)的能量能有效的攝取污水中的P，其中，大部分的P被用來(lái)合成ATP，還有一部分P又被聚磷鹽酸儲(chǔ)存在細(xì)胞體內(nèi)，最終經(jīng)過(guò)斜管沉淀池的作用沉淀，達(dá)到除磷的效果。從該一體化處理設(shè)備維護(hù)部門(mén)取到相關(guān)化驗(yàn)數(shù)據(jù)，長(zhǎng)期水質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，水溫在高于10℃時(shí)溫度對(duì)除磷效果沒(méi)有影響，具體統(tǒng)計(jì)情況見(jiàn)圖2。同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，當(dāng)水解酸化池內(nèi)的厭氧階段溶解氧DO值越小，水質(zhì)化驗(yàn)TP值越低。

圖2 溫度對(duì)水樣化驗(yàn)結(jié)果TP的影響

2.4 工藝核心——除去糞類(lèi)大腸桿菌等

采取在消毒池內(nèi)投加消毒劑的方式，該工程案例中投加的消毒劑為次氯酸鈉，次氯酸鈉具有較強(qiáng)的殺菌作用，能有效降低水質(zhì)化驗(yàn)結(jié)果中糞類(lèi)大腸桿菌的個(gè)數(shù)。

2.5 工藝核心——降低濁度

該處理過(guò)程中采取了活性炭反沖洗過(guò)濾器來(lái)降低濁度，過(guò)濾器通過(guò)水泵提供動(dòng)能，在水流動(dòng)過(guò)程中攔截污水中一些懸浮物、顆粒物，還有部分重金屬離子，值得一提的是，活性炭過(guò)濾器具備有效的脫色的效果。在后期運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)活性炭反沖洗過(guò)濾器吸附速度快、易再生，而且吸附容量很大。如圖3所示，為該工程案例中采用的過(guò)濾器。

圖3 反沖洗活性炭過(guò)濾器

3 工藝調(diào)試運(yùn)行

3.1 生物膜的人工培養(yǎng)

在現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行維護(hù)過(guò)程中，經(jīng)常性需要進(jìn)行生物膜的人工培養(yǎng)。在A/O工藝法中，生物膜的培養(yǎng)尤為重要。下面就該工程案例的人工培養(yǎng)過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)述。

該區(qū)域收集的主要為糞便污水，所以微生物含量較為豐富，在調(diào)試工藝期間將微生物含量豐富的生活污水提升至水解酸化池內(nèi)，進(jìn)水COD通過(guò)稀釋等方法盡量控制在100～150 mg/L，然后停止進(jìn)出水，運(yùn)行曝氣系統(tǒng)(悶爆)適宜水溫為20℃～30℃左右，悶爆3天為宜，每天對(duì)水解酸化池和好氧池進(jìn)行觀察，填料表面情況，如發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)出橙黑色的一層黏膜(長(zhǎng)出黏膜一般需要10天左右)，說(shuō)明生物膜已經(jīng)培養(yǎng)好。

在悶爆培養(yǎng)過(guò)程中，4～5 h要進(jìn)行一次換水，確保進(jìn)水COD值，換水時(shí)關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)，停止曝氣，確保液面靜止，沉淀1 h后再向水解酸化池和好氧池內(nèi)抽水，液位恢復(fù)之前后關(guān)停水泵，重復(fù)之前操作，繼續(xù)悶爆。值得注意的是，曝氣系統(tǒng)停止曝氣不得超過(guò)2 h。必要時(shí)可以采用放大鏡觀察，直至放大鏡下可見(jiàn)到一些微生物菌膠團(tuán)。

待長(zhǎng)出橙黑色黏膜時(shí)可以進(jìn)行連續(xù)換水，水量必須從小到大，在3天內(nèi)慢慢加大到額定水量。由于培養(yǎng)成熟的污泥其有良好的沉淀性能，所以對(duì)斜管沉淀池也需要連續(xù)排水，再把沉淀的污泥回流至好氧池內(nèi)?；亓鞯倪@些污泥菌膠團(tuán)含量高，而且有較多纖毛蟲(chóng)類(lèi)、原生動(dòng)物等，這些微生物對(duì)生活污水BOD5去除率可以達(dá)到90%。

3.2 人工培養(yǎng)過(guò)程中注意問(wèn)題

1)糞便污水中有均衡全面的養(yǎng)料，微生物能起到有效分解有機(jī)物能力。培養(yǎng)過(guò)程中必須在5 h內(nèi)及時(shí)更換進(jìn)水，確保曝氣池溶解氧不出現(xiàn)過(guò)高的情況，防止生物膜的本身老化脫落。

2)通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)和氣路閥門(mén)控制曝氣系統(tǒng)，溶解氧DO值控制在3 mg/L左右。因?yàn)槿芙庋踺^大會(huì)出現(xiàn)菌落本身老化脫落，填料上的生物膜死亡、黑化，凈水能力弱化。

3)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)：通常污水處理中進(jìn)水均衡營(yíng)養(yǎng)比例為：BOD5∶N∶P=100∶5∶1，最低比例要求是BOD5∶N∶P=100∶2∶0.5，在調(diào)試運(yùn)行階段要將氮、碳的含量要適應(yīng)提高。

4)調(diào)試運(yùn)行的生物膜培養(yǎng)過(guò)程的最低溫度要在15℃以上。

4 結(jié)束語(yǔ)

A/O工藝法的一體化污水處理工藝已經(jīng)大量投入到目前的污水處理事業(yè)中來(lái)。其占地面積小、管理要求低、能源消耗低、出水水質(zhì)優(yōu)的優(yōu)點(diǎn)深得污水處理從業(yè)者的青睞。但是設(shè)備掛泥率高，不易清理，而且地埋式設(shè)備銹蝕，也不易清理等缺點(diǎn)又令運(yùn)行維護(hù)人員感到頭疼。后期調(diào)查處理的出水水質(zhì)情況，面對(duì)較嚴(yán)格的《四川省岷江、沱江流域水污染排放標(biāo)準(zhǔn)》(DB 51/2311-2016)，A/O一體化設(shè)備的出水都能呈現(xiàn)出穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放的現(xiàn)狀。綜合來(lái)看，針對(duì)于遠(yuǎn)離城市集中污水處理系統(tǒng)的小水量區(qū)域，采取A/O工藝一體化污水處理系統(tǒng)仍是不錯(cuò)的選擇。

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