南方污水处理厂改良型A2/O工艺节能除磷改造研究

南方污水处理厂改良型 A2/O工艺节能除磷改造研究

彭明 陈虹 陈允瑞

肇庆市肇水污水处理有限公司 广东肇庆 526060

摘要：针对南方某城镇污水处理厂改良型A²/O工艺在进水有机物浓度低、可生化性较差的情况下，出现生化处理系统好氧段DO偏大、生物除磷效率低等问题，提出了参考多级A/O工艺的间歇曝气的节能改造方案。该研究对生化池好氧段的曝气进行调控，降低了生化池20%以上的曝气能耗，使得生化池出水水质得到明显改善，其中TP最为明显，去除效果增加64.7%，降低了后续深度处理工序的化学除磷工作量，达到节能降耗、减污增效效果。

关键词：改良型A²/O工艺；多级A/O工艺；节能；除磷

Study on Energy Saving and Phosphorus Removal of Improved A²/O Process in Southern Sewage Treatment Plant

PENG Ming, CHEN Hong, CHEN Yun-rui

Zhaoqing Zhaoshui Sewage Treatment Co.,Ltd.Guangdong Zhaoqing 526060

Abstract: Aiming at the problems of high do and low efficiency of biological phosphorus removal in the aerobic section of biochemical treatment system in the case of low concentration of influent organic matter and poor biodegradability in the improved A²/O process of a town sewage treatment plant in South China, the energy-saving transformation scheme of intermittent aeration referring to multi-stage A/O process was proposed. In this study, the aeration in the aerobic section of the biochemical tank was regulated, and the aeration energy consumption of the biochemical tank was reduced by more than 20%, so that the effluent quality of the biochemical tank was significantly improved, in which TP was the most obvious, and the removal effect increased by 64.7%, which reduced the workload of chemical phosphorus removal in the subsequent advanced treatment process, and achieved the effect of energy saving, consumption reduction, pollution reduction and efficiency increase.

Key words: improved A²/O process; multi-stage A/O process; energy saving; phosphorus removal

引 言：

随着国家对污水排放标准的提高，脱氮除磷新工艺的研究、开发和工程应用越来越受到污水处理界的重视。20世纪90年代以来，国外学者将分段进水的概念应用于脱氮除磷系统，并对此进行了广泛的研究。目前在美国、日本、新西兰等国的污水处理厂中已经开始应用连续流分段进水A/0工艺处理市政生活污水，但在我国尚没有实际工程应用。连续流分段进水A²/O工艺作为一种高效的生物脱氮除磷工艺，具有所需池容较小、脱氮效率高、抗冲击负荷能力强等优点，在我国已进行了广泛的试验研究。文中阐述了污水处理的工艺流程及实际运行现状，对污水处理厂改良型A²/O工艺节能除磷改造进行研究分析。

1、进、出水质与污水处理工艺流程

南方某城镇污水处理厂，负责处理该市生活污水，服务范围约15km²，现处理规模为10×10⁴m³/d，采用改良型A²/O工艺+絮凝沉淀+滤布滤池工艺，出水水质执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002）一级A标准及该地方标准一级标准的较严值，其设计进、出水水质标准见表1，污水处理工艺流程见图1。

表1进、出水水质的设计标准

图1 污水处理工艺流程

2、实际运行现状

在现阶段的生产运行过程中，进水水量、水质与原设计有较大差别，主要是由于市政污水管网的雨污分流不完善，造成进水有机物浓度低且进水量不稳定，使得生化处理系统长期处于低负荷运行状态，若持续按原设计下的工艺运行方式将会降低生物脱氮除磷的效率，现有工艺的除磷主要依赖化学法，在深度处理单元投加PAC去除，不仅电耗药耗大，增加了污泥产量，对于水质稳定达标也存在一定的风险。该污水厂2016年至2018年进水水质见表2。

表2 2016-2018年进水水质

由表2可以看出，实际进水B/C不足0.3，进水成分难以被生物降解，且碳氮磷比例失衡，碳源偏低，不利于脱氮除磷；除磷方面，需投加大量的PAC进行化学除磷。2018年1月至5月生化池出水总磷变化如图2所示。

图2 2018年1月-5月生化池出水总磷变化

在实际运行中，生化池出水TP均值达到了0.68mg/L，需要在后续化学除磷来保障达标效果，分析原因主要有：①实际进水碳源含量低，可生化性差，造成好氧池水力停留时间过长，不利于进水中有机碳源的最大化利用。②按原设计的曝气控制方式会导致过量曝气，造成活性污泥松散、除磷效率低、浪费电能。

3、改造方案研究

参考多级AO工艺，通过控制生化池好氧段的曝气组开关，实现缺氧好氧多级串联，使污水中的碳源有选择地供给不同功能区，优先用于厌氧释磷和反硝化脱氮等。原设计中，改良型A²/O生化池好氧段有8组曝气。改造中，把10个区域关闭曝气（虚线框深色部分为关闭的曝气组），将生化池好氧段改造成为2级A/O反应池，且由于该生化池设置有推流器，关闭曝气后不会导致污泥沉淀。对此，该污水厂工艺优化改造后的生化池好氧段如图3所示。

图3 改造后生化池好氧段曝气布置图

4、改造效果

4.1生化池好氧段溶解氧分布

沿生化池好氧段水流方向，每隔5m测一次DO值，DO分布如图4所示。

图4生化池好氧段溶解氧分布

经改造后，3个区域DO值出现下降现象，其中波谷DO最低值低于1.0mg/L，接近缺氧值。

4.2 TP去除效果

改造后，生化池工序的TP去除率有显著提高，生化池出水TP均值由原来的0.68mg/L降至0.24mg/L左右，改造前后TP去除效果增加64.7%，统计改造前后4个月数据具体如图5所示。

图5 改造前后生化池出水TP对比

4.3节能效果

改造后，生化系统的曝气区域耗能明显下降，据数据统计，鼓风机在改造后能耗下降21.7%。

5、结论

（1）本次优化改造结合改良型A²/O工艺和多级A/O工艺的优势，充分挖掘现有工艺的潜力，在进水可生化性较差（B/C不足0.3）的情况下实现了总磷较高的去除率，其改造前后TP去除效果增加了64.7%，在进水浓度相对较低的污水处理厂进行该项优化改造具有一定创新性。

（2）本次优化改造降低了能耗药耗，因生化池曝气区域的减少而降低了20%以上的曝气能耗；也正因为生化池DO均值的工艺优化，使得生化池出水端的总磷大幅减低，从而减少了后续深度处理工序的PAC投加量，降低了深度处理池的负荷，为南方地区污水处理厂节能降耗、减污增效提供一定参考价值。

参考文献

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