林陽(yáng)，吳毅暉，陳永明，高忠衛(wèi)，田素

（1.昆明滇池水務(wù)股份有限公司，昆明 650000；2.仁懷滇池水務(wù)有限公司，貴州 仁懷 564500）

1 現(xiàn)狀

某氧化溝工藝污水處理廠設(shè)計(jì)規(guī)模為3 0000 m3/d，工程占地18 666.76 m2（28 畝），主要負(fù)責(zé)收集納污范圍內(nèi)的生活污水，市政配套截污管網(wǎng)46.68 km，輸送管網(wǎng)7.96 km，污水收集率達(dá)80%以上。該污水處理廠分期建設(shè)，一期工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模為10 000 m3/d，采用一體化氧化溝工藝，于2005 年1月開(kāi)始建設(shè)，2007 年7 月試運(yùn)行，2007 年10 月正式運(yùn)行；二期擴(kuò)建工程設(shè)計(jì)處理規(guī)模為20 000m3/d，采用改良型的一體式氧化溝工藝，于2010 年建設(shè)，2011 年9 月試運(yùn)行，目前出水執(zhí)行GB 18918—2002《城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)》[1]一級(jí)A 標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)水廠年度生產(chǎn)報(bào)表自測(cè)數(shù)據(jù)，進(jìn)水COD 范圍為132～894 mg/L，進(jìn)水NH4-N 范圍為20.5～56.0 mg/L，進(jìn)水峰值指標(biāo)均遠(yuǎn)超設(shè)計(jì)指標(biāo)，在有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的235 d 中，出水NH4-N 超過(guò)8 mg/L 達(dá)到11 次，其中1 月超過(guò)1 次，4 月超過(guò)3 次，5 月超過(guò)7 次。NH4-N 是污水處理廠穩(wěn)定運(yùn)行的限制性指標(biāo)。

2 分析

2.1 異常點(diǎn)污染源排查

該污水處理廠主要負(fù)責(zé)收集該市的生活污水，除此之外，還收集該市生活垃圾填埋場(chǎng)滲濾液處理站出水，該處理站采用厭氧+好氧+TMF 過(guò)濾+NF+RO 膜，該處理站執(zhí)行GB 16689—2008《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》[2]排放限值。

因廠區(qū)偶爾會(huì)出現(xiàn)進(jìn)水COD 和NH4-N 嚴(yán)重超標(biāo)的情況，進(jìn)水特征與垃圾滲濾液污染物指標(biāo)相似，懷疑有漏排的可能。故對(duì)該市生活垃圾填埋場(chǎng)和滲濾液處理站進(jìn)行了實(shí)地調(diào)研，現(xiàn)場(chǎng)情況如下：根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研的情況，垃圾滲濾液處理站運(yùn)行正常，處理能力與垃圾滲濾液產(chǎn)生規(guī)模匹配，出水指標(biāo)嚴(yán)格執(zhí)行GB 16689—2008《生活垃圾填埋場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)》要求，具體見(jiàn)表1，且處理站排口已經(jīng)被政府部門(mén)監(jiān)管并納入市政管網(wǎng)與生活污水混合最終進(jìn)入污水處理廠。

表1 設(shè)計(jì)出水指標(biāo)

2.2 氧化溝運(yùn)行狀況及工藝參數(shù)

根據(jù)表2 可知：一期2 組氧化溝在設(shè)備完好且低污泥濃度條件下運(yùn)行，好氧區(qū)DO 濃度可以達(dá)到1 mg/L 以上，滿足好氧反應(yīng)去除COD 和NH4-N 的條件，且根據(jù)瞬時(shí)出水COD 和NH4-N 的檢測(cè)值均達(dá)到一級(jí)A 標(biāo)的要求。二期3 組氧化溝，因原設(shè)計(jì)中僅有3 臺(tái)射流曝氣機(jī)，為了保證出水穩(wěn)定達(dá)標(biāo)每組增加了一段曝氣管，3#氧化溝還單獨(dú)設(shè)置了1 組底部曝氣進(jìn)行試驗(yàn)。因部分設(shè)備損壞，大量污泥堆積在流速較低的區(qū)域，導(dǎo)致好氧區(qū)DO 濃度均低于0.5 mg/L，且池面漂浮大量污泥。根據(jù)瞬時(shí)樣可知，3 組氧化溝出水COD 和NH4-N 均存在超標(biāo)的情況。

表2 各氧化溝運(yùn)行狀況及工藝參數(shù)

2.3 SVI 及鏡檢

針對(duì)二期反應(yīng)池曝氣區(qū)DO 較低，污泥沉積并且上浮的情況，計(jì)算了污泥容積指數(shù)SVI=206 g/mL。當(dāng)SVI＞150 g/mL時(shí)，污泥發(fā)生膨脹。故對(duì)反應(yīng)池曝氣區(qū)污泥開(kāi)展了鏡檢工作，結(jié)果如表3 所示。

表3 各氧化溝微生物鏡檢情況

結(jié)合SVI 指數(shù)和鏡檢的情況可知，目前污水廠反應(yīng)池污泥活性較差，根據(jù)鏡檢微生物可知，污泥處于膨脹初期。

2.4 污染物去除效果反應(yīng)速率試驗(yàn)

為探究現(xiàn)狀工藝在DO 不作為限制因素條件下（DO＞6 mg/L）對(duì)COD 和HN4-N 的最大去除效率，開(kāi)展了COD 和HN4-N 的去除效果反應(yīng)速率試驗(yàn)。如圖1 所示，根據(jù)COD 去除速率線性回歸方程，COD 比去除速率為0.122 mg COD/mg MLSS·h，在設(shè)計(jì)進(jìn)水300 mg/L，出水50 mg/L，MLSS 為3 000 mg/L的條件下，此時(shí)好氧段HRT＞1 h 即可滿足COD 去除要求。由于氧化溝反應(yīng)前段的厭氧和缺氧對(duì)COD 也具有一定的去除效果，當(dāng)進(jìn)水COD 為500 mg/L 時(shí)，在DO 充足的條件下，根據(jù)反應(yīng)速率計(jì)算，現(xiàn)有工藝反應(yīng)池能夠滿足COD 去除條件。

圖1 二期1#氧化溝COD 去除速率/[mg/（L·min）]

根據(jù)NH4-N 去除速率線性回歸方程，NH4-N 去除速率為0.0021 mgNH4-N/mgMLSS·h，具體如圖2 所示，在設(shè)計(jì)進(jìn)水35 mg/L，出水5 mg/L 條件下，MLSS 為3 000 mg/L，此時(shí)好氧段HRT＞4.76 h 即可滿足的去除要求。通過(guò)速率試驗(yàn)可知，在DO 充足的情況下，現(xiàn)有的反應(yīng)池已經(jīng)足夠?qū)OD 和NH4-N 進(jìn)行去除，可實(shí)現(xiàn)出水COD 和NH4-N 達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 二期1#氧化溝NH4-N 去除速率/[mg/（L·min）]

3 COD 和氨氮超標(biāo)原因分析

3.1 剩余污泥控制不佳

在活性污泥工藝中，為維持生物系統(tǒng)的穩(wěn)定性，每天需不斷排出剩余污泥。剩余污泥主要由2 部分構(gòu)成：一是由降解有機(jī)物BOD 所產(chǎn)生的污泥增殖；二是進(jìn)水中不可降解及惰性懸浮固體的沉積。目前，污水廠每日平均脫泥量為7.5 t（80%含水率）。根據(jù)相關(guān)規(guī)范，計(jì)算值應(yīng)為15～20 t（80%含水率），因排泥量不夠，大量污泥沉積在反應(yīng)池中，導(dǎo)致微生物發(fā)生內(nèi)源呼吸代謝，污泥沉降性較差，SVI＞210 mL/g，污泥易膨脹，通過(guò)鏡檢發(fā)現(xiàn)微生物活性較差，有絲狀菌和表殼蟲(chóng)，污泥處于衰亡期且發(fā)生膨脹。

3.2 反應(yīng)池曝氣不足

溶解氧濃度是生物硝化的重要環(huán)境因素，一般應(yīng)在2 mg/L 以上，最低控制在0.5～0.7 mg/L。對(duì)于同時(shí)去除有機(jī)物和進(jìn)行硝化、反硝化的工藝，硝化菌在活性污泥中約占5%，大部分硝化菌位于生物絮體內(nèi)部[3]。因此，溶解氧濃度的增加，將提高溶解氧對(duì)生物絮體的穿透力，提高硝化反應(yīng)速率。目前廠區(qū)射流曝氣設(shè)備和曝氣管效率低且易發(fā)生故障，溶解氧不足；且反應(yīng)池內(nèi)流速不夠，導(dǎo)致氧化溝內(nèi)污泥大量沉積，污染物去除效率較低。

4 建議措施和結(jié)論

1）加大脫泥量，保證SVI 處于正常區(qū)間運(yùn)行。

2）盡快開(kāi)展提標(biāo)改造，表曝改為底曝，增加推流設(shè)備并考慮增加脫水機(jī)及深度處理設(shè)施以保證水廠穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放[4]。

3）建議分不同進(jìn)水條件，常規(guī)進(jìn)水、異常進(jìn)水條件下開(kāi)展COD 和NH4-N 的反應(yīng)速率試驗(yàn)，確定污水廠對(duì)應(yīng)的污染物削減速率，通過(guò)合理分配處理水量、工藝調(diào)控等措施，保證污染物最大的去除效果，確保水廠達(dá)標(biāo)排放。

4）目前，因溶氧不足，好氧段水力停留時(shí)間不足，污泥中微生物性狀較差，所以，無(wú)法確保進(jìn)水COD 和NH4-N 超過(guò)下水道標(biāo)準(zhǔn)時(shí)出水仍能達(dá)到一級(jí)A 標(biāo)。通過(guò)曝氣和推流系統(tǒng)改造后，可以在保證溶解氧充足的條件下，提高運(yùn)行污泥濃度，控制沉淀池泥位，保證污泥活性，實(shí)現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)排放。