北方城市污水春季水質(zhì)變化對(duì)A/O工藝的影響

張海洋

　　活性污泥微生物的生理活動(dòng)與周圍的溫度密切相關(guān)，溫度的變化也會(huì)給活性污泥系統(tǒng)帶來不利影響。根據(jù)北方城市污水處理廠－哈爾濱市文昌污水處理廠近兩年的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出春季水質(zhì)的急劇變化對(duì)A/O工藝的影響。

一、 工藝概況

　　哈爾濱市位于松嫩平原的南緣，松花江中游，地理位置東經(jīng)126°40′，北緯45°12′，屬中溫帶大陸性季風(fēng)氣候，四季分明。冬季嚴(yán)寒，夏季炎熱，春秋兩季時(shí)間短，全年平均溫度3.5℃，最高氣溫39.1℃，最低氣溫－39.9℃。哈爾濱市文昌污水處理廠是哈爾濱市第一座城市污水處理廠，于2003年8月通水調(diào)試運(yùn)行，采用A/O處理工藝，工程總規(guī)模為一級(jí)處理32.5×10⁴ m³/d，二級(jí)處理16.25×10⁴ m³/d。經(jīng)過兩年生產(chǎn)運(yùn)行，出水水質(zhì)達(dá)到GB8978-1996的二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
　　水處理工藝流程為：

　　原水→格柵→提升泵站→曝氣沉砂間→初沉池→A/O池→二沉池→接觸池→二次提升泵房→排放

　　哈爾濱市文昌污水處理廠是中國(guó)北方地區(qū)污水處理廠中處理水量較大的一座，經(jīng)過兩年的帶負(fù)荷運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)春季運(yùn)行時(shí)氨氮去除率都會(huì)有所降低。文昌污水處理廠針對(duì)處理單元中出現(xiàn)的問題，進(jìn)行了各項(xiàng)數(shù)據(jù)的分析并進(jìn)行了工藝調(diào)整，使問題得到了較好的解決，希望能為北方地區(qū)的污水處理事業(yè)提供一些數(shù)據(jù)積累，以利于今后同緯度污水處理廠能夠根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)的變化而及時(shí)調(diào)整各工藝參數(shù)。

二、 工程實(shí)例

　　哈爾濱市文昌污水處理廠主處理單元為兩座長(zhǎng)116米，寬62米的A/O池，水力停留時(shí)間為9小時(shí)，設(shè)計(jì)處理水量為16.25萬噸/日，處理出水達(dá)到國(guó)家污水排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。2004年春季3～4月由于污泥脫水設(shè)備經(jīng)常出現(xiàn)故障，出泥量嚴(yán)重不足，污泥齡過高，出現(xiàn)非絲狀菌膨脹現(xiàn)象，但由于當(dāng)時(shí)剛投產(chǎn)運(yùn)行，經(jīng)驗(yàn)不足，化驗(yàn)條件還未具備，未進(jìn)行水質(zhì)數(shù)據(jù)的記載。2005年春季，自2月25日后，氣溫升高，地面積雪融化，A/O池水溫升高，進(jìn)水量增加，進(jìn)水COD 升高，在污泥齡和溶解氧保持不變的情況下，活性污泥沉降比升高，氨氮去除率降低，各數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)見圖1～5：

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

　　從圖1～5可以看出，2月25日開始進(jìn)水量有所升高，3月中旬水溫上升，3月9日進(jìn)水COD值開始升高，沉降比在3月初有所增加，氨氮去除率在2月末降低。3月末對(duì)進(jìn)水量進(jìn)行了調(diào)整，增大曝氣量后，氨氮去除率和沉降比恢復(fù)正常，達(dá)到了國(guó)家污水排放二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

三、 水質(zhì)條件對(duì)A/O工藝的影響分析：

　　1、水溫對(duì)A/O工藝的影響：
　　哈爾濱市文昌污水處理廠冬季運(yùn)行時(shí)水溫基本保持在9～10℃之間，且維持三個(gè)月之久，使A/O池內(nèi)活性污泥在較低溫度下能夠保持冷適應(yīng)反應(yīng)，氨氮去除率保持在90％～99％。但當(dāng)春季溫度快速升高時(shí)（見圖3），氨氮去除率有了明顯的降低（見圖1）。
　　溫度的變化會(huì)影響到微生物的活性，從而影響氨氮的去除效果。一般來說，溫度越高，活性越大。但實(shí)際運(yùn)行中我們并不能得出這樣的結(jié)論，反而是冬季的平均去除率較高較穩(wěn)定。而春季溫度的快速升高對(duì)長(zhǎng)期適應(yīng)于低溫的硝化菌產(chǎn)生了很大的影響，導(dǎo)致了氨氮去除率的降低。當(dāng)水溫趨于穩(wěn)定后，硝化菌適應(yīng)了此溫度條件，活性增加，氨氮去除率恢復(fù)正常。
　　隨著溫度的升高，活性污泥由冬季的低溫狀態(tài)恢復(fù)到生長(zhǎng)適宜溫度后，狀態(tài)比較活躍，生長(zhǎng)處于對(duì)數(shù)增長(zhǎng)期末端，因此沉降性能較差，沉降比升高（見圖5）。
2、有機(jī)負(fù)荷對(duì)A/O工藝的影響：
　哈爾濱市進(jìn)入春季后氣溫有所升高，路面積雪融化，進(jìn)入污水處理廠的水量增加（見圖2），隨之有機(jī)負(fù)荷加大（見圖4）。活性污泥中的有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型細(xì)菌在適宜的溫度、有機(jī)物和溶解氧的條件下，迅速的繁殖起來。亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌大多為專性無機(jī)營(yíng)養(yǎng)型，在水中存在大量有機(jī)碳化合物，且兼性有機(jī)營(yíng)養(yǎng)型細(xì)菌大量存在時(shí)，主要進(jìn)行的是有機(jī)物的氧化分解過程，從而使自養(yǎng)型的硝化菌得不到優(yōu)勢(shì)，不能成為優(yōu)勢(shì)菌種，硝化反應(yīng)無法進(jìn)行。只有當(dāng)有機(jī)碳化合物濃度很低時(shí)，才完全進(jìn)行硝化作用。因此春季水體中有機(jī)物的增加也是導(dǎo)致氨氮去除率降低的原因。

四、解決措施

　　1、穩(wěn)定進(jìn)水量：
　　由于文昌污水處理廠進(jìn)水提升泵站前未設(shè)置調(diào)節(jié)池，進(jìn)水水量不穩(wěn)定，對(duì)A/O池的沖擊負(fù)荷較高，為了到達(dá)降低進(jìn)水COD的目的，通過控制進(jìn)水閘門，調(diào)節(jié)了進(jìn)水量，降低了有機(jī)負(fù)荷，異養(yǎng)型細(xì)菌不會(huì)迅速增殖，從而使硝化反應(yīng)進(jìn)行充分，氨氮去除率達(dá)標(biāo)。
　　2、加大曝氣量：
　　由于硝化細(xì)菌為專性好氧菌，無氧時(shí)即停止生命活動(dòng)，不像分解有機(jī)物的細(xì)菌那樣，大多數(shù)為兼性菌。其次，硝化細(xì)菌的攝氧速率較分解有機(jī)物的細(xì)菌低得多，如果不保持充足的氧量，硝化細(xì)菌將“爭(zhēng)奪”不到所需要的氧。另外，絕大多數(shù)硝化細(xì)菌包埋在污泥絮體內(nèi)，只有保持混合液中較高的溶解氧濃度，才能將溶解氧“擠入”絮體內(nèi)，便于硝化菌攝取?！?br>　　由于進(jìn)水營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)“過?！?，微生物以最大的速率氧化分解廢水中的有機(jī)物并合成新的細(xì)胞物質(zhì)，此時(shí)的活性污泥處于對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，不易形成良好的污泥絮凝體，沉降性能較差。加大曝氣量后，活性污泥逐漸進(jìn)入穩(wěn)定期，沉降性能提高。

五、 結(jié)論

　　通過哈爾濱市文昌污水處理廠兩年的運(yùn)行實(shí)踐，可以總結(jié)出北方污水處理廠春季運(yùn)行時(shí)要密切注意水溫變化對(duì)于氨氮去除率和沉降比的影響，在問題發(fā)生之前能夠做出預(yù)見。對(duì)于氨氮去除率差及沉降比升高的現(xiàn)象可以通過穩(wěn)定進(jìn)水量，控制進(jìn)水有機(jī)物含量，增加曝氣量，使硝化細(xì)菌攝氧速率增加，硝化反應(yīng)充分進(jìn)行，活性污泥生長(zhǎng)穩(wěn)定，沉降性能提高。

在實(shí)際運(yùn)行的逐步深入過程中可能還會(huì)發(fā)現(xiàn)一些問題，隨著模式的改變新的問題還會(huì)出現(xiàn)，我們還需在實(shí)踐中進(jìn)一步摸索經(jīng)驗(yàn)，進(jìn)一步改進(jìn)提高。