某城镇污水处理厂工艺参数的优化

文章编号：１００９—９４４１（２０１１）０７—０００４—０３　某城镇　污水处理厂工艺参　数的优化　口口杨汉新摘（广东省环境保护职业技术学校，广东广州５１０６５５）　要：某城镇污水处理厂采用ＡＡＯ工艺。为达到最佳的　处理厂的运行参数进行优化，保证了达标排放。　除磷脱氮效果，通过小试设备模拟污水厂的正常运行条件，　反复试验得出混合液回流比为２００％，污泥回流比为７５％，　污泥停留时间为１２　ｄ时的除磷脱氮效果最好。该批参数应　用于污水厂运行时，效果明显，氨氮和总磷指标均达标排放。　关键词：污水处理厂；工艺参数；优化　中图分类号：Ｘ　７０３．１　文献标识码：Ａ　１试验材料与方法　１．１试验装置　试验装置工艺与城镇污水处理厂完全相同，按　比例缩小，如图１所示，厌氧、缺氧、好氧池均由有机　玻璃制成，反应器设计为圆柱体并设置机械搅拌装　引言　２０世纪８０年代以来，随着人类对水体富营养　化防治重要性认识的增强，许多国家提高了污水排　放氮和磷的排放标准，对排放污水中的氮磷含量作　了限定，并要求污水处理厂达到脱氮除磷的要求。　各国普遍公认的防止水体富营养化标准是总磷　（ＴＰ）＜０．５　ｍｇ／Ｌ¨　。我国于２００２年１２月２４日颁　置，以保证完全混合。进水、回流污泥、混合液回流、　污泥排放均采用蠕动泵进行控制。各处理单元水力　停留时间、溶解氧浓度、水温等与城镇污水处理厂相　同　布了ＧＢ　１８９１８－－２００２（（城镇污水处理厂污染物排放　标准》，对污水处理厂出水的氮磷指标作出了严格　限制，一级Ａ标准要求出水氨氮≤５　ｍｇ／Ｌ、总磷≤　０．５　ｍｇ／Ｌ；一级Ｂ标准要求出水氨氮≤８　ｍｇ／Ｌ、总　磷≤１．５　ｍｇ／Ｌ。随后，大批的生物脱氮除磷污水处　、　图１试验装置示意图　理厂投入建设和使用。在这些污水处理厂的建设和　使用过程中，各污水处理厂根据不同的水质条件和　处理要求，采用了许多生物同步脱氮除磷工艺及其　改良工艺　。　１．２试验用水及污泥　试验污水取自城镇污水处理厂集水池，接种污　泥取自某已建成的污水处理厂。污水水质见表１。　表１实际生活污水水质　项目　ＣＯＤｃ　浓度　ＮＨ　一Ｎ浓　ＴＰ浓度　ＢＯＤ　浓度　（ｍｇ／Ｌ）　度（ｍｇ／Ｌ）　（ｍｇ／Ｌ）　结果　２５０～３５０　２０～３０　（ｍｇ／Ｌ）　ｐＨ　某城镇污水处理厂采用ＡＡＯ工艺作为除磷脱　氮的主要工艺。该工艺的优点是工艺流程简单，厌　氧、缺氧、好氧交替运行，总水力停留时间少于其他　同类工艺，不需外加碳源，缺氧、厌氧段只进行缓速　２．５～５．０　１Ｏ０～１８Ｏ　６．０～９．０　１．３测试项目及分析方法　搅拌，可以达到同时去除有机物、脱氮、除磷的目的，　同时能够抑制丝状菌生长，基本不存在污泥膨胀问　题，运行费用低。但该工艺的除磷效果会受到混合　液回流比、污泥回流比、污泥停留时间的影响，如果　没有对参数进行系统的优化，难以获得十分理想的　效果　］。该城镇污水处理厂建设方通过组建小试　设备，模拟污水处理厂正常运行条件，对影响脱氮除　测试项目及分析方法见表２。　２脱氮的参数优化结果及讨论　在不同｝昆合液回流比的条件下，氨氮的去除率　曲线见图２。　由图２可见，在一定条件下，采用ＡＡＯ工艺的　磷效果的有关参数进行调试，基于试验结果对污水　・氨氮去除率随着　昆合液回流比的提高而增加，在混　合液回流比达到２００％后，可以使出水氨氮达到排　Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　４・　表２常规水质指标、分析方法及设备　进行呼吸，致使反硝化速率受到影响。因此，该　测试项目　分析方法　所用设备　ＡＡＯ工艺的最优混合液回流比为２００％。　ＣＯＤｃ　氧化一还原滴定法　ＣＯＤｃ　数显消解仪　３　除磷的参数优化结果及讨论　ＤＯ　膜电极法　８１０Ａ＋型溶解氧测定仪　ｐＨ　玻璃电极法　ｐＨ计　在不同污泥回流比的条件下，磷的去除率见表３。　表３　不同污泥回流比的除磷效果统计　氨氮　纳氏试剂光度法　７５２Ｎ型紫外分光光度计　污泥回流比　磷去除率　厌氧池释磷量　污泥ＰＨＡｓ含量　硝酸盐氮　紫外分光度度法　７５２Ｎ型紫外分光光度计　／％　／％　／（ｍｇ／Ｌ）　／（ｍ　ｇｓｓ）　亚硝酸盐氮　Ｎ一（１一萘基）乙二胺　７５２Ｎ型紫外分光光度计　３０　６１．８　２７．８　２５．９　光度法　４５　６３．３　３３．９　２８．４　总氮　过硫酸钾消解一紫外分　７５２Ｎ型紫外分光光度计　光光度法　６０　７１．６　４３．３　３２．２　正磷　钼锑抗分光光度法　７５２Ｎ型紫外分光光度计　７５　８１．４　４６．６　３７．１　总磷　过硫酸钾氧化一钼锑抗　７５２Ｎ型紫外分光光度计　９０　７８．８　４５．２　３６．９　分光光度法　ＳＳ　１０３～１０５　烘干称重法　烘箱、电子分析天平　由表３可见，污泥回流比对除磷效果的影响很　ＶＳＳ　６００　灼烧称重法　马弗炉　大。在回流比＜７５％时，随着污泥回流比的减少，　ＰＡＯｓ厌氧释磷逐渐减少，使除磷效果受到较大的影　响。但当污泥龄为４５％时，出水的磷浓度也相对较　１００　高，不能达到国家排放标准。其原因可能是随着回　流比的减小，系统排泥增加，也可能是有机质的不足　而使聚磷菌的活性降低，从而使污泥发生“自溶”现　５０　４０　象，导致磷的溶解及排泥量的减少，降低除磷效果。　３Ｏ　２Ｏ　因此，该ＡＡＯ工艺的最佳污泥回流比为７５％。　１０　４污泥停留时间参数优化结果及讨论　污泥龄（ＳＲＴ）的确定在ＡＡＯ工艺中十分重要，　要使硝化菌存活就需要较长的污泥龄，但除磷主要　放要求；在回流比＞２００％后，随着混合液回流比的　是通过排放含高磷剩余污泥而实现的，如果ＳＲＴ过　提高，氨氮的去除效率还有所提高但不明显；混合液　长则排出的剩余污泥量太少，就达不到较高的除磷　回流比＞３５０％后，采用ＡＡＯ工艺的氨氮去除率有　效率。在工艺调试过程中，通过改变系统排泥量来　所下降。主要原因是由于回流混合液携带过多的溶　考察ＳＲＴ分别为８　ｄ、１０　ｄ、１２　ｄ、１５　ｄ时对脱氮除磷　解氧到缺氧池，导致缺氧池中的ＤＯ上升，当缺氧池　的影响。　的ＤＯ＞０．５时，就会影响反硝化的效果。脱氮菌属　表４是ＣＯＤ　氮、磷在不同ＳＲＴ工况下的试验　兼性，由于氧的氧化还原电位一般低于其他无机电　结果。表５为ＳＲＴ与合成ＰＨＡｓ的释磷量和利用　子接受体，在有ＤＯ的情况下优先利用水中的ＤＯ　ＰＨＡｓ的吸磷量关系。　表４不同ＳｌＩＴ下污染物的去除效果　污泥龄８　ｄ　污泥龄１０　ｄ　污泥龄１２　ｄ　污泥龄１５　ｄ　污染物　进水　出水　去除率　进水　出水　去除率　进水　出水　去除率　进水　出水　去除率　／（ｍｇ／Ｌ）　／（ｍｇ／Ｌ）　／％　／（ｍｇ／Ｌ）　／（ｍｇ／Ｌ）　／％　／（ＩＩｌｇ／Ｌ）　／（ｍｇ／Ｌ）　／％　／（ｍｇ／Ｌ）　／（１７１１ｇ／Ｌ）　／％　ＣＯＤｃ，　２９６．６　１８．６　９３．７３　３０８．２　２２．４　９２．７３　３０６．２　２０．６　９３．２７　３０９．４　２６．２　９１．５３　氨氮　２９．８　４．８　８３　８９　３Ｏ．２　４．６　８４．７７　３０．４　４．２　８６．１８　２９．８　５．８　８０．５４　ＴＮ　３３．６　１６．４　５１．１９　３４．８　１５．６　５５．１７　３２．２　１３．２　５９．０１　３２．６　１２．８　６０．７４　ＴＰ　５．２　０．８　８４．６２　４．９　Ｏ．７　８５．７ｌ　５．２　０．６　８８．４６　４．８　１．８　６２．５Ｏ　ＭＬＳＳ　２　５９０　２　５９０　２　８００　２　８００　３　１６０　３　１６０　３　４６０　３　４６０　建材技术与应用７／２０１　１　・５・　表５　ＳＲＴ与合成ＰＨＡｓ释磷量和利用ＰＨＡｓ吸磷量的关系　参考文献：　项　目　８　ｄ　１Ｏ　ｄ　１２　ｄ　１５　ｄ　合成单位ＰＨＡｓ释磷量／（ｍｓ／ｎａｇ）　０．３７０　０．４０７　０．５０８　０．５７４　利用单位ＰＨＡｓ释磷量／（ｍｓ／ｎａｇ）　０．４６６　０．４８４　０．５９３　０．５８４　比　值　１．２６　１．１９　１，１７　１．Ｏ２　［１］李军，杨秀山，彭永臻．微生物与水处理工程［Ｍ］．北京：　化学工业出版社，２００２．　［２］徐洪斌，吕锡武．生物法脱氮除磷技术及其研究进展　［Ｊ］．城市环境与城市生态，２００３，１６（６）：１９５—１９７．　由表４可见，ＣＯＤ　的去除几乎不受ＳＲＴ长短　的影响，去除率达９Ｏ％以上，ＣＯＤ凸出水浓度达到　我国城镇污水处理厂排放标准规定的一级Ｂ指标　要求。氨氮去除率达到８Ｏ％以上，达到一级Ｂ指　标要求。ＴＮ去除率随着ＳＲＴ的延长呈上升趋势，　在ＳＲＴ分别为８　ｄ、１０　ｄ和１２　ｄ时，出水ＴＰ浓度均　［３］金杭，王淑梅．生物脱氮除磷技术及其发展趋势［Ｊ］．广　州环境科学，２００６，２１（２）：９—１３，２９．　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐａｒａｍｅｔｅｒ　Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ａ　Ｔｏｗｎ　Ｓｅｗａｇｅ　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｐｌａｎｔ　ＹＡＮＧ　Ｈａｎ—ｘｉｎ　（Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ　Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ　Ｐｒｏｖｉｎｃｅ，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ，　＜１．０　ｍｇ／Ｌ，达到一级Ｂ指标要求；但当ＳＲＴ为１５　ｄ　时，出水磷浓度较高，只符合二级排放标准。其原因　是厌氧区发生了无效释磷，这些磷并没有伴随着　Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，５　１０６５５，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＡＯ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｉｓ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｂｙ　ａ　ｔｏｗｎ　ｓｅｗａｇｅ　ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　ｐｌａｎｔ．Ｉｎ　ｏｒｄｅｒ　ｔｏ　ｍａｘｉｍｕｍ　ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄｅｐｈ０ｓｐｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｎｏｒｍａｌ　ＰＨＡｓ的利用而吸收，从而降低了除磷效果。　由表５还可以看出，随着ＳＲＴ的延长，ＰＡＯｓ利　用单位ＰＨＡｓ吸磷量与合成单位ＰＨＡｓ释磷量的比　值呈下降趋势，当ＳＲＴ为８　ｄ时，ＰＡＯｓ具有较高的　吸磷／释磷活性，但由于ＳＲＴ过短，系统并不能达到　较高的脱氮效果；当ＳＲＴ为１５　ｄ时，该比值迅速下　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｅｗａｇｅ　ｐｌａｎｔ　ｉｓ　ｉｍｉｔａｔｅｄ　ｂｙ　ｔｒｙｉｎｇ　ｏｕｔ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ，ａｎｄ　ｔｈｒｏｕｇｈ　ｔｒｉａｌ　ａｎｄ　ｅｒｒｏｒ，ｔｈｅ　ｒｅｓｕｌｔ　ｉｓ　ｔｈａｔ　ｗｈｅｎ　ｍｉｘｔｕｒｅ　ｒｅｆｌｕｘ　ｒａｔｉｏｓ　ｉｓ　２００％．　ｓｌｕｄｇｅ　ｒｅｆｌｕｘ　ｒａｔｅ　ｉｓ　７５％．ａｎｄ　ｔｈｅ　ｒｅｔｅｎｔｉｏｎ　ｐｅｒｉｏｄ　ｏｆ　降，除磷效果较差。可见污泥龄对ＰＡＯｓ释磷、吸磷　有较大的影响。综合以上运行结果，该工艺的最佳　ＳＲＴ为１２　ｄ。　ｓｌｕｄｇｅ　ｉｓ　１　２　ｄ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｏｆ　ｄｅｐｈｏｓｐｈｏｒｉｚａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｄｅｎｉｔｒｉｉｆｃａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｂｅｓｔ．Ａｓ　ｔｈｅ　ｓｅｒｉｅｓ　ｏｆ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ　ｉｓ　ａｐｐｌｉｅｄ　ｆｏｒ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ｉｎ　ｓｅｗａｇｅ　ｐｌａｎｔｓ，ｔｈｅ　ｅｆｆｅｃｔ　ｉｓ　ｏｂｖｉｏｕｓ　ａｎｄ　ｅｍｉｓｓｉｏｎ　ｏｆ　ａｍｍｏｎｉａ　ｎｉｔｒｏｇｅｎ　ａｎｄ　ｔｏｔａｌ　５某城镇污水处理厂的实际运行效果　根据以上试验结果，将某城镇污水处理厂的运　行参数设定为混合液回流比２００％，污泥回流比为　７５％，污泥龄为１２　ｄ。实际运行效果如图３所示。　ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓ　ｒｅａｃｈｅｓ　ｔｈｅ　ｓｔａｎｄａｒｄ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｅｗａｇｅ　ｐｌａｎｔ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ　ｐａｒａｍｅｔｅｒ；　ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　作者简介：杨汉新（１９８１一），男，广东惠来人，环境监测与评　００　９０　羞　８０　７０　６ｏ　５０　４０　３０　２Ｏ　ｌ０　０　、　价工程师、硕士，从事教学工作。　收稿日期：２０１１—０６—１３　（编辑。　“　’’　”　’’　“　‘　盛晋生）　”　”　‘。　“、　＋”　”＋”’＋　“　“＋”　”　“　《水泥实验室工作手册》邮购信息　；｛　１　２　３　４　５　６　７　８　９　１０　ｌ１　由中国建筑材料检验认证中心、国家水泥质量监督｝　检验中心编著的《水泥实验室工作手册》（新版），已于ｔ　周次　２００９￣１月由中国建材工业出版社出版。该《手册》增ｉ　补了近年来制定和修订的有关水泥产品和检验方法的；　图３　２００８年６月至８月污染物去除曲线图　新标准，同时增列了国家有关标准法和计量法的内容，ｔ　由图３可以看出，ＮＨ３一Ｎ及ＴＰ除了第６周因　对量及其单位的表示方法尽量执行了国家计量法的规ｊ　定，对不符合国家计量法的一些表示方法进行了纠正。ｉ　该《手册》（精装本）定价１００元，欲购者请与｛　（０３５１）４２９５８９９联系。　ｊ　食品厂的大量废水排人，造成进水水质恶化引起异　常外，其他时间的去除率均保持在８０％以上，达到　一级Ｂ排放标准的要求。　・６・　Ｒｅｓｅａｒｃｈ＆Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｂｕｉｌｄｉｎｇ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ