周　斌
(常州市排水管理處，江蘇常州213002)

　　摘　要：結(jié)合常州市城北污水廠的實(shí)際，介紹了改良型A²O工藝除磷脫氮的處理效果。實(shí)踐表明，改良型A²O工藝與傳統(tǒng)工藝相比，除TN去除率略有下降外，對(duì)有機(jī)物、NH₃-N及TP的去除率均有較明顯的上升，對(duì)TP的去除效果更優(yōu)，同時(shí)運(yùn)行成本得到降低。
　　關(guān)鍵詞：A²O工藝；改良型；除磷脫氮
　　中圖分類號(hào)：X703.1
　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C
　　文章編號(hào)：1000-4602(2001)07-0046-03

　　A²O工藝目前在城市污水處理廠中有較為廣泛的應(yīng)用，它是傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝及生物除磷工藝的結(jié)合。在厭氧段，聚磷菌釋放磷并吸收低級(jí)脂肪酸等易降解的有機(jī)物；在缺氧段，反硝化細(xì)菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過反硝化作用轉(zhuǎn)為氮?dú)庖莩?，從而達(dá)到脫氮的目的；而好氧段一方面降解有機(jī)物，另一方面將氨氮及由有機(jī)氮氨化成的氨氮通過生物硝化作用轉(zhuǎn)為硝酸鹽。此外，厭氧段釋放出的磷在好氧條件下被活性污泥吸附并隨剩余污泥排放而達(dá)到除磷的目的。由此可見，A²O工藝脫氮的作用是須將經(jīng)過好氧段硝化作用后的硝酸鹽回流至缺氧段進(jìn)行反硝化才能達(dá)到，這就是傳統(tǒng)A²O工藝須增設(shè)混合液回流的原因所在。而且，傳統(tǒng)理論認(rèn)為該工藝的脫氮效果受內(nèi)回流量的控制，因此在現(xiàn)有A²O工藝設(shè)計(jì)中往往設(shè)計(jì)了內(nèi)回流比為200%～300%的回流裝置以保證脫氮效果。另外，保持200%～300%的內(nèi)回流比勢(shì)必需要較大的動(dòng)力消耗，增加了運(yùn)行成本。

1　城北污水處理廠概況

　　常州市城北污水處理廠始建于1995年，是常州市利用世界銀行貸款建設(shè)的常州市污水治理一期工程的主體工程，目前處理規(guī)模為10×10⁴m³/d。該廠一期(5×104 m3/d)采用傳統(tǒng)活性污泥法，二期(5×10⁴m³/d)采用A²O工藝。二期工程于1999年6月投運(yùn)不久，即遇到一個(gè)較為棘手的問題：該廠進(jìn)水中所含工業(yè)廢水的比例較高，工業(yè)廢水中又以印染、毛條、化工廢水為主，約占整個(gè)工業(yè)廢水的80%。由于其中一家排污單位排放的廢水中油脂類很高(最高達(dá)8000mg/L，一般為2000～3000mg/L)，致使反應(yīng)池上覆蓋著一層泡沫，上面沾著厚厚的污泥碎屑，平常根本看不見反應(yīng)池的液面，雖多次用泵沖、用濾網(wǎng)撈，但收效甚微。一個(gè)偶然的機(jī)會(huì)，突然發(fā)現(xiàn)若停止內(nèi)回流，這種情況便會(huì)逐漸消失，于是為消除泡沫，該廠決定臨時(shí)取消混合液回流，設(shè)想待泡沫消失后即恢復(fù)傳統(tǒng)A²O工藝的運(yùn)行。但隨著檢測(cè)數(shù)據(jù)的不斷反饋，發(fā)現(xiàn)取消內(nèi)回流后，不僅沒有影響有機(jī)物、氮、磷的去除，反而磷的去除效果更好，而且運(yùn)行成本得到降低。
　　常州市城北污水廠二期工程由常州市市政工程設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，其工藝流程如下：

　　該廠二期工程設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如表1。

表1　二期工程設(shè)計(jì)進(jìn)、出水水質(zhì)表　　　　mg/L 污染物質(zhì) 進(jìn)水 出水 BOD₅ 200 30 CODCr 400 120 　SS 300 30 NH₃-N 30 15 TP 4 2

　　生物反應(yīng)池的設(shè)計(jì)參數(shù)如下：
　　水力停留時(shí)間=11.2h
　　(厭氧：1.4h，缺氧：2.8 h，好氧：7.0h)
　　容積比為厭氧∶缺氧∶好氧=1∶2∶5
　　污泥負(fù)荷=0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)
　　懸浮物濃度=3.5kg/m³
　　泥齡=20d
　　混合液最大回流比=200%

2　運(yùn)行結(jié)果

　?、俣诠こ逃?999年6月投運(yùn)，6月—8月基本按傳統(tǒng)A2O工藝運(yùn)行，而1999年9月至今按改良型A2O工藝運(yùn)行。1999年6月—8月運(yùn)行情況與2000年6月—8月運(yùn)行情況的對(duì)照見表2。

表2　　傳統(tǒng)型與改良型A2O工藝運(yùn)行情況對(duì)照 項(xiàng)目 CODCr BOD5 SS NH₃-N TN TP 1999年6月—8月 進(jìn)水(mg/L) 344 168 158 12.4 35 2.9 出水(mg/L)5 54.5 13.4 27 3.3 9.4 1.1 去除率(%) 84.2 92.0 82.9 73.4 73.1 62.1 2000年6月—8月 進(jìn)水(mg/L) 389 142 188 18.5 35.8 3.4 出水(mg/L) 34.2 4.5 9.2 0.07 11.4 0.15 去除率(%) 91.2 96.8 95.1 99.6 68.2 95.6

　　由表2可以看出，采用改良型A²O工藝后，CODCr、SS、NH3-N、TP去除率有不同程度的提高，尤以TP去除率的提高為最多，而TN去除率略有下降。1999年6月—8月的出水SS值較高(27mg/L)，估計(jì)與反應(yīng)池面所積累的碎污泥有關(guān)。
　　②為反映改良型A²O工藝對(duì)溫度的適應(yīng)能力，將二期工程于1999年12月—2000年1月與2000年7月—8月運(yùn)行情況的對(duì)照列于表3。

表3 改良型A2O工藝在不同溫度下的去除效果 項(xiàng)目 CODCr BOD5 SS NH₃-N TN TP 1999年12月—2000年1月 進(jìn)水(mg/L) 521 217 235 19.8 36.6 3.3 出水(mg/L) 38 7.6 13.5 0.7 8.8 0.12 去除率(%) 92.7 96.5 94.3 96.5 75.8 96.4 2000年7月—8月 進(jìn)水(mg/L) 328 101.3 158 21.8 35.8 4.3 出水(mg/L) 28.2 2.3 8.7 0.4 11.4 0.14 去除率(%) 91.4 97.7 94.5 98.2 68.2 96.7

　　由表3可以看出，就去除率而言，冬季與夏季的差別不大。分析原因，可能是由于1998年底進(jìn)網(wǎng)工業(yè)廢水較多，且絕大部分企業(yè)排放廢水嚴(yán)重超過GB 8978—1996三級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，使得城北廠1999年進(jìn)廠污染物指標(biāo)較高，而2000年開始，排管處與市環(huán)保局聯(lián)合加強(qiáng)了對(duì)污染源頭的管理工作，使城北廠進(jìn)廠污染物指標(biāo)明顯下降，但去除率相似是否是因?yàn)檫M(jìn)水濃度的差異尚需進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析。
　?、蹫槊鞲牧夹虯2O工藝在不同工藝段污染物的降解情況，于2000年12月—2001年2月分別按進(jìn)水、厭氧池出水、缺氧池出水及二沉池出水對(duì)主要污染物指標(biāo)進(jìn)行了分析，檢驗(yàn)結(jié)果見表4。

表4　各工藝段對(duì)污染物的降解情況　　　　mg/L 采樣時(shí)間 采樣地點(diǎn) CODCr BOD₅ TP TN NO₃-N NO₂-N 2000年12月27日 進(jìn)水 238 90.7 2.27 27.2 0.62 0.040 厭氧出水 114 60.6 2.00 15.5 0.17 0.070 缺氧出水 78.4 37.8 1.20 10.9 　 0.055 二沉出水 32.6 　 0.14 10.5 6.11 0.005 2000年12月28日 進(jìn)水 315 102 2.86 　 0.17 0.042 厭氧出水 102 37.4 1.44 　 0.02 0.047 缺氧出水 77.6 39.4 1.76 　 ＜0.02 0.020 二沉出水 28.2 2.96 0.11 　 5.85 0.004 2001年1月4日 進(jìn)水 194 75.1 2.21 20.3 1.11 　 厭氧出水 137 60.1 2.34 18.4 4.79 　 缺氧出水 103 63.6 2.59 19.9 5.49 　 二沉出水 25.6 5.40 0.52 15.2 12.7 　 2001年1月10日 進(jìn)水 354 118 3.07 22.0 0.249 0.124 厭氧出水 80.7 40.8 1.11 11.8 0.030 0.020 缺氧出水 70.6 32.2 0.92 10.9 0.258 0.087 二沉出水 29.6 　 0.19 8.0 4.41 0.056 2001年1月11日 進(jìn)水 370 135 3.31 　 0.151 0.064 厭氧出水 78.6 36.8 1.41 　 0.107 0.134 缺氧出水 62.2 25.9 1.07 　 0.080 0.051 二沉出水 34.2 4.57 0.22 　 2.71 0.012 2001年2月21日
進(jìn)水 398 120 1.96 24.5 　 　 厭氧出水 311 122 6.26 23.9 0.05 0.070 缺氧出水 287 117 4.75 24.0 0.04 0.061 二沉出水 60.1 21.4 0.23 13.7 2.75 0.407 　2001年2月22日 進(jìn)水 321 112 1.82 25.3 　 厭氧出水 127 57.7 3.01 17.1 0.04 0.066 缺氧出水 107 38.6 4.46 16.6 0.04 0.038 二沉出水 54.7 14.4 0.19 12.8 5.10 0.726 2001年2月28日 進(jìn)水 263 123 1.94 26.6 　 　 厭氧出水 229 104 6.52 24.4 0.08 0.055 缺氧出水 215 110 5.59 25.3 0.08 0.046 二沉出水 84.8 24.2 0.31 21.6 5.52 0.273 2001年3月1日 進(jìn)水 346 124 2.01 25.0 　 　 厭氧出水 222 95.8 1.49 22.4 0.11 0.050 缺氧出水 212 95.3 4.44 21.5 0.05 0.051 二沉出水 45.1 15.4 0.18 14.0 4.53 0.470

　　從結(jié)果可以看出，厭氧段對(duì)有機(jī)物(以CODCr為例)降解率平均為48.5%，缺氧段平均為7.6%，好氧段平均為29.4%。由此可見，有機(jī)物的降解機(jī)理與傳統(tǒng)A2O工藝一致，即污水進(jìn)入好氧段時(shí)其有機(jī)物指標(biāo)已大大降低，實(shí)際上，好氧段基本在極低有機(jī)負(fù)荷下運(yùn)行。此外，還可以看出，厭氧段對(duì)TN已經(jīng)有所去除，只是幅度不大，而厭氧段與缺氧段出水TN相差不大，說明該改良型A2O工藝的缺氧段對(duì)TN去除效果不大，而該工藝對(duì)TN的去除主要體現(xiàn)在好氧段，表明好氧段實(shí)際存在著反硝化作用，其作用比缺氧段大得多。TN的去除是否只有反硝化這一條途徑?剩余污泥的排放是否對(duì)TN的去除有積極的作用?這提示我們對(duì)反硝化機(jī)理及作用條件的研究尚需深入。

3 經(jīng)濟(jì)分析

　　該廠二期工程設(shè)計(jì)內(nèi)回流泵為6臺(tái)，4用2備，功率為16kW，電價(jià)按0.65元/(kW·h)計(jì)算，若取消內(nèi)回流，則全年可節(jié)省電費(fèi)36.44萬元，污水處理成本大約下降4.5%，這還不包括設(shè)備維修、保養(yǎng)、更換等費(fèi)用。

4　結(jié)論與建議

　　①城北污水廠二期工程的運(yùn)行實(shí)踐表明，改良型A²O工藝與傳統(tǒng)A²O工藝相比，除TN去除率略有下降外，對(duì)有機(jī)物、NH₃-N及TP的去除率均有明顯的上升，尤以對(duì)TP的去除效果為佳，這種工藝較傳統(tǒng)A²O工藝更適合于城北廠的進(jìn)水水質(zhì)。
　?、谌∠旌弦夯亓魇菍?duì)傳統(tǒng)A²O工藝的一種改良，它可以提高對(duì)有機(jī)物、NH₃-N及TP的去除，而且可降低運(yùn)行成本。此外，該工藝運(yùn)行結(jié)果受溫度的影響不太明顯。
　?、劢ㄗh有關(guān)科研單位加強(qiáng)對(duì)此工藝的研究，找出其理論上的原因，便于設(shè)計(jì)、運(yùn)行單位引 用，同時(shí)建議同類型的有興趣的同行進(jìn)行該工藝的運(yùn)行試驗(yàn)，積累數(shù)據(jù)，以便進(jìn)一步 確定其是否具有推廣價(jià)值。
　?、苡捎谠搹S按傳統(tǒng)A²O工藝運(yùn)行時(shí)間不長，數(shù)據(jù)量(尤以TP、TN、NH₃-N等)不 多，計(jì)劃在適當(dāng)時(shí)機(jī)恢復(fù)傳統(tǒng)A²O工藝的運(yùn)行，以便于工藝比較，增強(qiáng)說服力。

參考文獻(xiàn)：

　　 ［1］任潔，顧國維，楊海真.改良型A2O工藝處理城市污水的 中試研究［J］.給水排水，2000，26(6)：7-10.

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　　收稿日期：2001-03-26