呼书杰

（广东省城乡规划设计研究院有限责任公司，广东 广州 510290）

随着我国经济的迅猛发展，国民的环保意识也在逐年加强，水资源的保护已经成了全国人民关注的问题。污水排放是目前水资源污染最主要的因素，对污水进行处理后再排放是延缓水污染最主要的一种方式。但目前，我国对给排水中污水处理问题研究还存在一定局限性，对污水处理系统的完善是目前较为急迫的研究课题。对此，我国很多学者也进行了一系列研究，如吴占全[1]分析了集中式给排水管理在环境净化管理中的作用，深入探讨了对应的集中式给排水管理方法；
樊昆[2]研究了吸附-络合-沉降同步去污工艺对污水处理厂的优化效果，达到同步去除SS、氰化物、硬度的目的。以上学者的研究为污水处理厂的工艺优化提供了一些参考，但并没有实际解决NH3-N、CODCr（化学需氧量）和TP去除率不达标的问题。基于此，本文以A2/O工艺小试试验进行优化研究，为污水处理厂工艺优化提供一些数据参考。

1.1 试验装置

本试验研究的A2/O工艺试验装置主要由厌氧池、缺氧池和好氧池组成，3个氧池容积比为1∶2∶5。用单点蠕动泵以0.021m3·h-1的流量进水。污水流经路线为：厌氧池前段→缺氧区→好氧区→二沉池→出水。污水进入后，打开厌氧区和好氧区搅拌器，设置转速48r·min-1，使污泥始终保持悬浮状态。用空气泵控制好氧区曝气头，调节曝气量，控制DO（溶解氧）浓度。研究采用的反应器为厚度1cm，尺寸为950mm×50mm×54mm的有机玻璃，反应器容积、有效水深和有效容积分别为256.6L、480mm和228.0L。试验装置平面图和示意图分别见图1、2。

图1 试验装置平面图Fig.1 Plan of test device

图2 试验装置示意图Fig.2 Schematic diagram of test device

1.2 试验过程

取某污水处理厂活性污泥混合液100L，用50×50目滤网进行过滤，然后静置24h。待其沉淀后，将上层清液排放，放入试验装置内，然后加入设计水深一半水闷曝1d。对上清液进行排放，再次加水曝气，重复操作一周后，污泥浓度达到1500mg·L-1，可连续培养。进水量缓慢加至设计水量，污泥回流比为50%，混合液回流比为100%，连续进出水和回流，系统排出污泥。一段时间后，污泥增加至4000mg·L-1后，SV30先上升，然后下降，最后基本稳定在25%～30%间，此时污泥沉降性能较好，基本完成对污泥的培养，为污泥驯化做好准备工作。

1.3 工艺优化

1.3.1 混合液回流比对系统运行效果影响 混合液回流比对污水处理过程中发生的反应产生重要影响，若混合液回流比较小，对进入缺氧区硝酸盐氮负荷有一定降低作用，进而削弱了反硝化脱氮和除磷性能，使得脱氮效果变差[3,4]。当混合液回流比较大，回流液携带的溶解氧对缺氧环境有一定破坏作用，虽然在一定程度上增加了系统脱氮效率，但对污水厂能耗和运行费用有所提高。研究混合液回流比对系统运行效果的影响，运行条件见表1。

表1 混合液回流比运行条件Tab.1 Operating conditions of reflux ratio of mixed liquid

1.3.2 好氧池DO（溶解氧）浓度对系统运行效果影响 溶解氧是城市污水处理过程中较为重要的影响因素。对硝化反应、反硝化反应和污水处理厂运行能耗都产生较大的影响。当DO浓度较高时，污泥活性较高，微生物代谢比较旺盛，此时有机物去除效率较快。在活性污泥中，硝化细菌含量约为5%，且这些细菌位于生物絮凝体内部。此时，DO浓度越高，生物絮凝体穿透能力也越高，硝化反应速率也越高[5,6]。为探究好氧池DO对系统运行效果的影响，固定其余条件不变，混合回流比为200%，好氧池溶解氧分别为2，2.5，3mg·L-1进行试验研究。

2.1 工艺参数的优化

2.1.1 混合液回流优化 图3～5分别为混合液回流比对CODCr（化学需氧量）、NH3-N和TP去除效果的影响。

图3 不同混合液回流比下CODCr去除效果Fig.3 CODCr removal effect under different mixed liquid reflux ratio

图4 不同混合液回流比下NH3-N去除效果Fig.4 Ammonia nitrogen removal effect under different reflux ratio of mixed solution

图5 不同混合液回流比下TP去除效果Fig.5 Total phosphorus removal effect under different reflux ratio of mixed solution

由图3～5可知，TP去除率随混合液回流比的增加表现出先增加后降低的趋势。这是因为，过高的回流比导致磷酸盐在好氧区内停留时间较短，对聚磷菌的吸磷效果产生影响，进而对除磷效果产生影响[7]。综合考虑，适合的混合液回流比为200%。

2.1.2 好氧池DO浓度优化 图6～8分别为不同好氧池DO浓度下CODCr、NH3-N和TP去除效果。

图6 不同好氧池DO下CODCr去除效果Fig.6 Removal effect of CODCr under different aerobic tanks DO

图7 不同好氧池DO下NH3-N去除效果Fig.7 Ammonia nitrogen removal effect under DO in different aerobic tanks

图8 不同好氧池DO下TP去除效果Fig.8 Removal effect of total phosphorus under DO in different aerobic tanks

由图6～8可知，DO浓度主要对NH3-N和TP去除率造成影响。这是因为，硝化菌的硝化反应去除NH3-N，当DO较低时，硝化细菌的生长受到抑制，这就使得脱氮效果受到影响[8]。同时，合适的溶解氧浓度可以保持微生物的最佳活性，提供足够的能量给聚磷菌吸磷。综合考虑，适合本系统好氧池DO浓度为2.5mg·L-1。

2.1.3 pH值和碱度优化 碱度和pH值主要对微生物的活性产生影响，通过控制微生物反应速率，进而影响微生物的脱氮效果[9]。图9为经过处理后，进水碱度与pH值的变化趋势。

图9 进水碱度和pH值Fig.9 Influent alkalinity and pH value

由图9可知，进水pH值变化范围为7.3～7.9，进水碱度（以CaCO3计）在360～482mg·L-1范围内出现变化，通过计算，污水处理厂需要的碱度约为497.02mg·L-1。

2.2 工艺优化后效果分析

2.2.1 CODCr去除效果分析 图10为CODCr去除效果。

图10 CODCr去除效果Fig.10 CODCr removal effect

由图10可知，CODCr去除率超过85%，达到GB18918-2002的一级A标准要求[10]。

2.2.2 NH3-N去除效果分析 图11为NH3-N去除效果。

图11 NH3-N去除效果Fig.11 Ammonia nitrogen removal effect

由图11可知，进水和处理后出水NH3-N浓度分别为72.09和9.06mg·L-1，达不到GB18918-2002的一级A标准要求，还需要对该污水处理厂工艺进一步优化。

2.2.3 TP去除效果分析 图12为TP去除效果。

图12 TP去除效果Fig.12 Total phosphorus removal effect

由图12可知，进水TP浓度和处理后出水TP浓度基本达到GB18918-2002的一级A标准要求[10]。

本文以某污水处理厂为主要研究对象，以CODCr、NH3-N和TP去除率为指标，对其处理工艺进行优化。并研究了优化工艺后，该污水处理厂对3个指标的去除效果。具体结论如下：

（1）混合液回流主要影响TP去除率，混合液最佳回流比为200%。

（2）DO主要对NH3-N和TP去除率产生影响。DO最佳浓度为2.5mg·L-1。

（3）进水pH值在7.36～7.93范围内出现小幅度变化，进水碱度（以CaCO3计）在359.64～482.09mg·L-1范围内出现变化，计算得到污水处理厂需要的碱度约为497.02mg·L-1。

（4）工艺优化后，出水CODCr浓度和TP浓度满足GB18918-2002要求。出水NH3-N则还需要进一步对系统工艺进行优化。

猜你喜欢 去除率处理厂污泥 市政污泥处理新技术的应用及资源化途径探索节能与环保(2022年1期)2022-11-21A2/O工艺处理污水的效果分析中国资源综合利用(2022年9期)2022-10-13没听错吧？用污泥和尿液制水泥军事文摘(2022年16期)2022-08-24混凝沉淀处理生活污水的实验研究绿色科技(2022年8期)2022-05-25污水处理厂应急响应与措施科学家(2022年4期)2022-05-10立式纤维滤布滤池在城镇污水处理厂提标改造中的应用节能与环保(2022年3期)2022-04-26某生活污水处理厂三期扩建工程设计案例分析节能与环保(2022年3期)2022-04-26试论城镇污水处理厂提标改造相关要点建材发展导向(2021年22期)2022-01-18污水处理厂污泥减量化技术的探讨当代化工(2020年11期)2020-12-17浅谈城市污水处理厂污泥的处置与资源化利用建筑工程技术与设计(2015年20期)2015-10-21