姜 甦¹， 葛紅霞²
（1.珠海市拱北水質(zhì)凈化廠，廣東珠海 519020 ；2.珠海市政管理處，廣東珠海519020 ）

　　摘 要：通過對幾種具有脫氮除磷功能的工藝比較，結(jié)合三期工程的實(shí)際情況，按照技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、高效節(jié)能、便于操作的原則，推薦選擇一種新的AAO改良工藝。
　　關(guān)鍵詞：除磷脫氮；AAO改良工藝；隔離曝氣； 序批曝氣； ORP控制
　　中圖分類號：X505
　　文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2000)09-0037-03

　　 珠海市拱北污水處理廠毗鄰澳門，始建于1985年，占地總面積為14.9hm²，規(guī)劃總處理規(guī)模為11×10⁴m³/d，服務(wù)面積約為22km²， 服務(wù)人員約22萬人。進(jìn)水來源為生活污水(約占70%)和工業(yè)廢水(約占30%)， 已建成的一、二期工程采用傳統(tǒng)活性污泥法(表面曝氣)，處理能力共2.8×10⁴m³/d。

1 工藝設(shè)計基礎(chǔ)資料

　　進(jìn)水水質(zhì)根據(jù)本廠接納區(qū)域歷年進(jìn)水水質(zhì)情況并考慮發(fā)展的需要確定如下：
?　　　BOD₅＝150 mg/L，COD_Cr＝250 mg/L，SS＝250 mg/L，TN＝25mg /L，TP＝5mg/L。
　　出水水質(zhì)根據(jù)接納水體(珠海拱北沿岸海域)按國家排放標(biāo)準(zhǔn)和本地區(qū)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求確定如下：
?　　　BOD₅≤20 mg/L，COD_Cr≤60 mg/L，SS≤20 mg/L，_TN≤12mg/L，TP≤1mg/L。
　　根據(jù)規(guī)劃確定三期工程設(shè)計處理能力為8×10⁴m³/d，總變化系數(shù)K＝1.3，可用土地面積為12.2hm²。

2 處理工藝的選擇

　　能滿足本工程出水要求的生化處理工藝有多種，如常用的AAO法、氧化溝、AB法等。根據(jù)工程的具體情況，本著“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、高效節(jié)能、便于操作”的原則，對有關(guān)預(yù)選 方案進(jìn)行技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較。
　?、?氧化溝方案由于受本工程可用場地地形的影響，若采用氧化溝工藝方案，其構(gòu)筑物布置過于緊湊而很不合理，故不予采用。
　?、?AAO法是一種典型的除磷脫氮工藝，其生物反應(yīng)池由厭氧、缺氧和好氧三段組成。它有兩種方案，主要區(qū)別是池型和水流特征不同。
　　方案一：矩形推流式AAO工藝。
　　其水流特征為推流式的前置反硝化除磷脫氮工藝，也可以說是一種較常用的且較成熟的工藝，特點(diǎn)是厭氧、缺氧和好氧三段功能明確，界線分明，工藝運(yùn)行可靠，除磷脫氮程度較高，出水水質(zhì)好，且有一定的抗沖擊負(fù)荷能力。
　　方案二：圓形環(huán)流式AAO工藝(見圖1)。

　　此工藝池型為內(nèi)、外二環(huán)的圓形，內(nèi)環(huán)為厭氧、缺氧段，外環(huán)為好氧段。該池型 決定了其水 流特征為環(huán)形完全混合式。因此，它除了具有方案一的諸多優(yōu)點(diǎn)外，由于其圓環(huán)形的循環(huán)流 態(tài)而具有很強(qiáng)的抗沖擊負(fù)荷能力，是一種更先進(jìn)的處理工藝。再通過技術(shù)與經(jīng)濟(jì)比較(見 表1)，此方案的投資費(fèi)用、運(yùn)行費(fèi)用均比方案一低，只是施工難度相對來講高于方案一。

表1 工藝方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較 項目 矩形推流式AAO方案 圓形環(huán)流式AAO方案 （方案一） （方案二） 工程總投資（萬元） 20730.26 20091.64 其中 國內(nèi)配套資金（萬元） 16746.26 16107.64 國外貸款（萬美元） 480 480 年運(yùn)行費(fèi)（萬元） 2768 2688 單位水量運(yùn)行成本（元/m³） 0.948 0.920 年耗電費(fèi)（萬元） 596.848 575.532 單位水量電耗（Kw.h/m³) 0.28 0.27 全廠單位水量占地區(qū)(m²/m³_水） 1.44 1.44 出水水質(zhì) 很好 很好 相對耐沖擊能力 弱 強(qiáng) 操作管理 要求高 要求較高 施工難易程度 一般 相對較難

3 方案的進(jìn)一步改進(jìn)與完善

　　由于本工程是國際貸款項目，工程所需的主要技術(shù)設(shè)備均從國外引進(jìn)。為了使資金得到有效合理的利用，并充分利用國外的先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，在本工程進(jìn)口設(shè)備國際招標(biāo)過程中，初步設(shè)計選擇的圓形環(huán)流式AAO工藝又得到進(jìn)一步改良。
　?、?改良方案一：采用隔離曝氣操作方式(見圖2)。

　　將缺氧區(qū)由內(nèi)環(huán)移至外環(huán)，即取消缺氧區(qū)與好氧區(qū)的空間分隔；采用潛水推進(jìn)器替代原內(nèi)回流泵；在外環(huán)分段隔離安裝曝氣頭(且采取不均勻布置方式)，以分別提供缺氧區(qū)、好氧區(qū)功能，即在外環(huán)同時進(jìn)行硝化和反硝化過程。
　　此種改良方式既保持了原方案二的諸多優(yōu)勢，又降低了內(nèi)循環(huán)所需的動力消耗，而且內(nèi)回流比可高達(dá)300%，同時調(diào)節(jié)更為靈活方便。
　　 ② 改良方案二：采用序批曝氣操作方式(見圖3)。
　　此改良方案池形與改良方案一完全相同，內(nèi)環(huán)仍為厭氧段，但外環(huán)全部安裝曝氣頭，應(yīng)用氧化還原電位儀(ORP)測控系統(tǒng)(在外環(huán)內(nèi)安裝ORP儀)，根據(jù)硝化、反硝化過程中氧化還原電 位的變化以及出水水質(zhì)的要求，設(shè)定ORP的控制點(diǎn)和控制值范圍。ORP測量值高于某設(shè)定控制值時即自動停止曝氣，ORP測量值低于某控制值時則自動開啟曝氣，即好氧和缺氧狀態(tài)按序 批式分時段進(jìn)行。

　　此改良方案與改良方案一相比具有如下優(yōu)勢：
　　a.可以完全取消內(nèi)回流，即取消潛水推進(jìn)器，只增加少量攪拌器，進(jìn)一步減少了動力消耗。
　　b.序批曝氣方式使得鼓風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況可以由實(shí)際好氧生化反應(yīng)的需要來決定。因此在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中若控制得當(dāng)可節(jié)省相當(dāng)多的電能消耗，尤其在進(jìn)水水質(zhì)低于設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)情況下(這種情況在我國尤其是華南地區(qū)已屢見不鮮，據(jù)說國外也有類似情況)效果更為顯著；或者可以明顯提高水量超負(fù)荷運(yùn)行的能力。
　　c.序批操作使運(yùn)行方式更具靈活性，根據(jù)實(shí)際進(jìn)水水質(zhì)情況結(jié)合出水要求，既可按AAO除磷脫氮工藝(可視具體情況調(diào)整工藝參數(shù)分別實(shí)現(xiàn)以除磷為重點(diǎn)或者以脫氮為重點(diǎn)又或兩 者兼顧)運(yùn)行，又可以方便靈活地采用AO除磷工藝運(yùn)行。
　　由于此改良方案是連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水的序批曝氣操作方式，因此出水水質(zhì)存在波動現(xiàn)象，但其波動范圍的高限可以控制在出水達(dá)標(biāo)值的范圍內(nèi)。另外，也可以調(diào)整ORP的控制值范圍縮短序批操作的時間分隔，從而減少出水水質(zhì)的波動。
　　綜上所述，改良方案二與前述各方案相比，無論在技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上，都具有更多的優(yōu)越性。此種工藝的應(yīng)用基于現(xiàn)代可靠的檢測儀表和先進(jìn)的自控技術(shù)，國外近幾年來已有若干成功運(yùn)行的先例。因此推薦改良方案二——連續(xù)進(jìn)水、連續(xù)出水的序批曝氣操作工藝作為最終實(shí)施方案。

4 結(jié)語

　?、?具有生物脫氮除磷功能的工藝類型很多，但各種工藝均有其特點(diǎn)和適用條件，必須結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w情況，經(jīng)過充分的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選擇最適合本地特點(diǎn)的某種工藝或工藝組合。
　?、?由于現(xiàn)代科技的日新月異，先進(jìn)的工藝監(jiān)測儀表和自動控制技術(shù)也隨之得到發(fā)展。在20 世紀(jì)初開發(fā)出來的活性污泥法主流工藝的基礎(chǔ)上，國外已進(jìn)行了若干改良和創(chuàng)新，進(jìn)一步開發(fā)出了許多新的改良工藝，本工程改良方案二：序批曝氣操作方式就是結(jié)合了SBR改良工藝技術(shù)優(yōu)勢而產(chǎn)生的一種新的優(yōu)化工藝運(yùn)行方式。
　?、?隨著國內(nèi)體制改革的進(jìn)行，污水處理項目的建設(shè)和運(yùn)營推向市場已經(jīng)成為必然。污水處理工程建設(shè)和管理的模式與思路也將發(fā)生變化。投資更省、占地更少、運(yùn)行成本更低、操作更為方便的各種改良的、先進(jìn)的、可靠的處理工藝將會成為新的主流工藝。

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收稿日期：2000-04-28