孫廣垠 蘭 鑫

(1.河北工程大學能源與環(huán)境工程學院，河北 邯鄲 056038；2.河北工程大學 河北省水污染控制與水生態(tài)修復工程技術(shù)研究中心，河北 邯鄲 056038；3.中國礦業(yè)大學環(huán)境與測繪學院，江蘇 徐州 221116)

1 污水處理廠概況

邯鄲市某污水廠建設規(guī)模3萬t/d，占地30畝，配套管網(wǎng)90余千米，服務面積達20 km2。該污水廠于2006年10月通過環(huán)保驗收并投入使用，采用AO工藝，采用二級出水標準。污水處理率達94%以上，年均CODCr消減量為2 219.81 t，年均氨氮消減量為251.93 t，年均污泥產(chǎn)生量1 400余噸(已實現(xiàn)100%處置)。2015年，為響應污水廠出水水質(zhì)提標要求，進行了升級改造[1]，對粗格柵、提升泵房、細格柵、旋流沉砂池、D型濾池、污泥回流泵房、污泥脫水機房進行了設備更換。對生化池，將原有的厭氧池后端10 m及好氧池第一格前端32 m改為缺氧池，原厭氧池前端改為厭氧池，工藝調(diào)整為AAO工藝，工藝流程如圖1所示。增加內(nèi)回流泵將好氧區(qū)末端混合液回流至缺氧池，形成一個具有脫氮除磷功能的完善的AAO系統(tǒng)；曝氣工藝改為螺旋式曝氣機。

2 污水廠運行存在問題

2.1 污水廠平均進出水水質(zhì)情況

2018年6月～2019年4月邯鄲市某污水廠平均進出水水質(zhì)見表1。

表1 污水廠平均進出水水質(zhì)

時間項目CODCrNH3-NTNTP2018.6～2019.4進水均值/mg·L-1285.8469.6180.166.05超標率/%6647583標準差/mg·L-1170.4523.1926.233.34出水均值/mg·L-170.5155.2660.982.63超標率/%5210010079標準差/mg·L-149.1619.5120.913.36

2.2 水質(zhì)指標分析

CODCr即化學需氧量，從生物降解難易程度來說，其包括：易降解物質(zhì)及難以降解物質(zhì)。據(jù)該廠工藝分析，CODCr主要消減場所為AAO工藝，CODCr在AAO三組單元中均有去除，即厭氧區(qū)吸碳釋磷、缺氧區(qū)異氧反硝化及好氧氧化。由圖2可知，進水CODCr在200 mg/L～400 mg/L之間，進水均值為285.84 mg/L，超標率為6%?？傮w略微超標，經(jīng)AAO工藝后，CODCr降至131.06 mg/L，總體消減率為54%。隨即，流入二沉池、混凝沉淀池及D型濾池，完成泥水分離、混凝沉淀及過濾，最終出水CODCr均值為70.51 mg/L，遠遠高于設計出水值(一級A標準)，超標率達52%。

氨氮是一種水溶性物質(zhì)，故其難以在后續(xù)深度處理中被去除，其主要在厭氧—好氧氨氧化反應中被去除，缺氧區(qū)的厭氧氨氧化反應及好氧區(qū)的好氧氨氧化反應為其主要去除途徑[2]。由圖3可知，進水均值為69.61 mg/L，超標率達64%。在2018年11月～2019年3月取水時段中，進水氨氮均值約為120 mg/L，較設計值超標倍數(shù)達2。

由圖4可知，總氮進水均值為80.16 mg/L，超標率為75%，出水均值達60.98 mg/L，其出水超標率達100%?？偟娜コ煞譃閮蓚€過程：亞硝化—硝化—反硝化反應和厭氧氨氧化反應。反應過程都需要硝態(tài)氮參與，但在本研究周期中，因硝化反應不足，硝態(tài)氮匱乏，反硝化及厭氧氨氧化反應難以進行，故總氮難以去除。

由圖5可知，實際進水總磷濃度在1.18 mg/L～9.54 mg/L之間，進水均值為6.05 mg/L，設計進水值為3 mg/L。數(shù)據(jù)分析得，實際進水濃度超過設計進水濃度。測樣期間，達標率僅為17%，超標率卻達到了83%，出水均值為2.63 mg/L，遠遠超過一級A排放標準中總磷0.5 mg/L，總磷的去除率在30%～80%。在常規(guī)生物除磷工藝中，磷的去除包含兩個階段，其一為厭氧吸碳釋磷，其二為好氧吸磷及排除富磷污泥[3]。

3 工藝運行問題及建議

3.1 氨氮超標的原因分析

3.1.1污泥齡即生物固體平均停留時間

該污水廠氨氮進水均值為69.61 mg/L，超過設計進水值60 mg/L，故污泥負荷較高，使得硝化不徹底，出現(xiàn)氨氮不達標情況。對進入污水廠的污水源頭進行控制，對不滿足污水廠標準的污水進行截留，降低污泥負荷。有研究表明，污泥齡小于8 d時，系統(tǒng)的硝化率很低，相應地脫氮效果也較差[4]；污泥齡大于20 d時，硝化取得良好的效果，但是此時由于排泥量少而造成的污泥自溶現(xiàn)象嚴重，致使除磷效率變低。該污水廠污泥齡為30 d，為提高氨氮出水水質(zhì)，應調(diào)整污水廠的污泥齡為15 d。

3.1.2溶解氧

該污水廠AAO工藝好氧反應器內(nèi)DO為1.50 mg/L。DO不足，導致硝化細菌活性不高，攝取氧的速率較低，充足的DO保證硝化細菌的反應速率。應將DO調(diào)整為2 mg/L左右[5]。

3.1.3有毒有害物質(zhì)

污水廠進水水質(zhì)中有鉻、鉛等重金屬的排入，抑制了硝化細菌活性，導致污泥中毒。經(jīng)分析，企業(yè)有偷排漏排現(xiàn)象。故應對企業(yè)的工業(yè)廢水進行檢測，從源頭阻止有毒有害廢水的排入。讓企業(yè)建立水處理設施進行預處理，達到污水廠排放標準后才允許排放。

3.2 總磷超標的原因分析

3.2.1溶解氧

AAO工藝中DO與除磷效果有密切關(guān)系，該污水廠好氧池DO為1.50 mg/L，厭氧池DO為0.75 mg/L。欲想達到較好的除磷效果，厭氧池必須保證嚴格厭氧狀態(tài)，DO必須降至0.2 mg/L，此時，聚磷菌才能有效的進行釋磷[6]。此工藝好氧段DO含量較低，將其提高至2 mg/L，保證聚磷菌更好吸磷。

3.2.2水力停留時間

該污水廠厭氧池的HRT為1.28 h，好氧池的HRT為6.89 h。厭氧池的HRT較短，磷的釋放不能有效保證[7]。較短的HRT不能保證污泥中兼性酸化菌將污水中的大分子有機物充分降解成低級脂肪酸，聚磷菌也不能很好的攝取。應將厭氧池的HRT調(diào)整為1.5 h～2 h。

3.2.3內(nèi)外回流比

該污水廠生物反硝化系統(tǒng)外回流為100%。此過程后，去除絕大部分氮。研究表明，內(nèi)回流比在200%～300%之間時TP去除率較高且較穩(wěn)定[8]。內(nèi)回流比為200%時TP平均去除率最高。此外，反硝化過程的污泥沉降速度較快，若要保證回流污泥的濃度，應降低回流比，延長污水在曝氣池內(nèi)的停留時間。故應將污水廠外回流比控制在50%左右，內(nèi)回流比控制在200%～300%之間。

4 結(jié)論與建議

該污水廠進水COD、總磷、總氮等都是超負荷的，欲達到較好的出水水質(zhì)，應加強對排入管網(wǎng)的污水進行監(jiān)管，禁止偷排漏排現(xiàn)象，從源頭上解決污水廠進水超標問題。有毒有害物質(zhì)的排入，使微生物的活性下降，投加活性炭來降低毒性，使微生物處于較好的生長環(huán)境。好氧池DO不足，應增加好氧池的曝氣量；厭氧池必須保證嚴格的厭氧狀態(tài)；降低污泥齡來提高脫氮除磷的效果。