王麗燕(河北省眾聯(lián)能源環(huán)?？萍加邢薰?，河北 石家莊 050051)

某污水廠脫氮除磷效果分析

王麗燕(河北省眾聯(lián)能源環(huán)保科技有限公司，河北 石家莊 050051)

為提高污水廠脫氮除磷水平，減少后續(xù)深度處理單元負(fù)荷和工程投資，對某污水廠A2/O工藝進(jìn)行了脫氮除磷問題分析。結(jié)果表明：當(dāng)內(nèi)回流比由142%變?yōu)?00%時可有效提高脫氮水平；進(jìn)入?yún)捬醭豊O3--N濃度升高，釋磷量變小。

A2/O工藝;脫氮除磷

《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）對城鎮(zhèn)污水廠提出了較高要求，提高二級生物處理工藝脫氮除磷水平，減少后續(xù)深度處理單元負(fù)荷和工程投資已成為污水廠關(guān)注熱點(diǎn)問題。本文結(jié)合某城市污水廠A2/O工藝實(shí)際運(yùn)行現(xiàn)狀，分析氮、磷元素遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律及問題存在原因，為提高二級處理水平提供依據(jù)。

1 工藝概況與分析方法

1.1 工藝概況

圖1 污水處理工藝

設(shè)計(jì)處理規(guī)模50萬m3/d，設(shè)計(jì)參數(shù)：總池29萬m3，厭氧池6.6萬m3、缺氧池7.7萬m3；好氧池MLSS 4.0g/L，污泥負(fù)荷0.126 kgBOD5/(kgMLSS·d)，溶解氧濃度大于2mg/L，污泥齡8.45d；厭氧池DO濃度小于0.2mg/L，缺氧池小于0.5mg/L；內(nèi)回流點(diǎn)設(shè)在好氧池出水口，內(nèi)外回流比100-200%、50-150%；總水力停留時間12.09h，厭氧2.74h，缺氧3.23h。

1.2 分析方法

NO3--N采用戴氏合金還原法，其它采用《城鎮(zhèn)污水廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918-2002)規(guī)定方法。

2 結(jié)果與分析

2.1 運(yùn)行效果

該廠2011年8月至2012年8月進(jìn)出水水質(zhì)見表1，進(jìn)水量43.9~55.3萬m3/d。

工藝對TN、TP平均去除率62.9%、64.4%，實(shí)際脫氮除磷水平較低。

2.2 脫氮效果

由2圖可知，進(jìn)水TN以NH4+-N為主，回流污泥在厭氧池與進(jìn)水混合，經(jīng)監(jiān)測及物料衡算混合液中NO3--N均值3.72mg/L，厭氧處理過程有所降低，推測厭氧池發(fā)生反硝化反應(yīng)；厭氧池出水NH4+-N降低明顯，DO小于0.2mg/L不具備硝化反應(yīng)條件，推測是由于外回流稀釋和活性污泥吸附同化作用。缺氧池NH4+-N出水低于設(shè)計(jì)值；TN下降除稀釋和同化作用外，活性污泥中反硝化菌將NO3--N反硝化為N2逸出。好氧池NH4+-N快速下降，NO3--N隨之上升，硝化效果明顯；TN基本不變，未發(fā)生同步硝化反硝化脫氮。

表1 進(jìn)出水水質(zhì)(mg·L-1)

圖2 氮沿程變化

圖3 缺氧反硝化NO3-N變化

圖4 TP沿程變化

圖5 不同NO3-N時磷變化

缺氧池前端混合液COD、NO3--N均值200mg/L、8.0mg/L，內(nèi)回流致NO3--N升高。理論上缺氧池有機(jī)物可支持NO3--N反硝化消耗。由圖3可知，缺氧池實(shí)際水力停留時間1.5h以上，大于試驗(yàn)時間60min，缺氧池容積未被充分利用。忽略微生物生長去除氨氮量，利用質(zhì)量守恒原理反算內(nèi)回流比，可得出較準(zhǔn)確回流比[1]。經(jīng)計(jì)算污水廠內(nèi)回流比0.81~2.01，均值1.42。吳昌永[2]利用連續(xù)流A2/O工藝對內(nèi)回流比進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)內(nèi)回流比200%~300%，TN去除率從72.8%增至82.3%；熊建新[1]利用中試裝置對內(nèi)外回流比進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)回流比之和300%~500%，脫氮率從67.5%增至70.5%。從實(shí)際運(yùn)行看，內(nèi)回流比較低是導(dǎo)致缺氧池未被充分利用及脫氮水平較低主要原因。為確定最佳內(nèi)回流比，取厭氧池、好氧池出水按照1:1、3:4、3:5和1:2比例混合攪拌測定NO3--N變化。試驗(yàn)表明隨著混合比提高，被反硝化NO3--N量隨之增加，TN去除率逐漸增加。對于污水廠隨著內(nèi)回流比增加，實(shí)際水力停留時間縮短，從控制運(yùn)行能耗與權(quán)衡脫氮效果角度講，混合液回流比達(dá)到200%較合適，脫氮率可達(dá)71.4%。

2.3 除磷效果

由圖4可知，污泥脫水濾液含有大量磷，提高了系統(tǒng)磷負(fù)荷。薛濤[3]采用SBR試驗(yàn)裝置研究了高磷負(fù)荷對生物除磷系統(tǒng)影響，發(fā)現(xiàn)進(jìn)入?yún)捬蹼A段初始磷濃度越高，厭氧釋磷過程就越慢，釋磷量變低，可考慮側(cè)流工藝對磷進(jìn)行回收降低污泥脫水濾液磷含量。由脫氮效果可知有NO3--N進(jìn)入?yún)捬醭?，為明確NO3--N對厭氧釋磷影響，取活性污泥和厭氧池進(jìn)水按實(shí)際流量混合進(jìn)行試驗(yàn)，由結(jié)果圖5可知釋磷量與釋磷速率依然受NO3--N影響，隨其增加而下降。

缺氧池有明顯除磷作用，蔣軼鋒[4]研究pH在反硝化除磷系統(tǒng)中影響發(fā)現(xiàn)pH升高1，由于沉淀導(dǎo)致PO43--P下降0.36mg/L。物料衡算發(fā)現(xiàn)內(nèi)回流稀釋磷降至13mg/L，出水7.66mg/L，有其它原因致磷下降，即反硝化聚磷菌缺氧條件下，以NO3--N為電子受體氧化胞內(nèi)貯存生物聚合物，從環(huán)境過量吸磷致使缺氧池磷下降[5]；好氧池聚磷菌好氧環(huán)境下以O(shè)2為電子受體從外界超量吸磷。經(jīng)計(jì)算缺氧池、好氧池除磷量相差不大，該污水廠缺氧、好氧除磷同樣重要。

3 結(jié)語

(1)對13個月進(jìn)出水?dāng)?shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)工藝脫氮除磷水平較低。

(2)脫氮水平較低主要是由于混合液回流比較低致使缺氧池前端無充足NO3--N引起的，從控制運(yùn)行能耗與權(quán)衡脫氮效果角度講，內(nèi)回流比提高至200%較適宜。

(3)除磷水平較低一是由于進(jìn)入?yún)捬醭豊O3--N對聚磷菌厭氧釋磷產(chǎn)生不利影響，二是污泥脫水濾液攜帶大量磷進(jìn)入預(yù)處理前端，導(dǎo)致厭氧池進(jìn)水TP上升。

[1]熊建新、王佳偉等，內(nèi)外回流比對A2/O工藝生物脫氮的影響[J].給水排水，2008.

[2]吳昌永，A2/O工藝脫氮除磷及其優(yōu)化控制的研究[D].黑龍江哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2010.

[3]薛濤、黃霞，高磷負(fù)荷對生物除磷系統(tǒng)的影響[J].清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版)，2007.

[4]蔣軼鋒，短程反硝化除磷工藝特征及運(yùn)行效能研究[D].黑龍江哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2006.

[5]李曈，郝瑞霞等，A/A/O工藝脫氮除磷運(yùn)行效果分析[J].環(huán)境工程學(xué)報，2011.