摘　要　昆明市第一污水處理廠采用卡魯塞爾氧化溝巴登福流程(CarrouselBardenpho),運行5年來出水水質(zhì)較好,其中總磷平均值僅0145mg/L、去除率90%左右。結(jié)合運行中的幾個問題進行了分析和探討。
關(guān)鍵詞　昆明第一污水處理廠;卡魯塞爾巴登福氧化溝;運行與分析;總磷去除

1　設(shè)計簡況

昆明市第一污水處理廠采用長魯塞爾巴登福流程(CarrouselBardenpho),1991年投產(chǎn)以來,該工藝流程對磷的去除效果十分理想,出水T2P能穩(wěn)定在015mg/L以下、去除率90%左右。該廠由西南市政工程設(shè)計研究院設(shè)計,處理規(guī)模5.53m3/d。

設(shè)計運行參數(shù):混合液濃度MLSS=4gL;污泥負荷Fw=0.05kgBOD5kgMLSS·d;污泥產(chǎn)率a=0165kgMLSSkgBOD5;回流污泥濃度C=8gL;污泥回流比R=1;污泥齡t>30d;氧化溝流速v=0.3ms。

2　活性污泥培養(yǎng)過程

利用進水中原有的細菌進行自然培養(yǎng),同時加入糞便水及附近排污河溝中的腐殖污泥。即先在氧化溝中放滿污水,啟動曝氣機悶曝,2d后氧化溝中污水顏色由黑色變?yōu)闇\褐色,然后停機、沉淀、排放上清液,再進入污水悶曝。反復(fù)幾次后,開始少量連續(xù)進水,終沉池隨之啟動、污泥回流,同時加入糞便水及排污河溝中的腐殖污泥。約60d后氧化溝中活性污泥達到2000mg/L,90d后達4000mg/L。

3　歷年運行統(tǒng)計數(shù)據(jù)

由表2、3,出水水質(zhì)是好的,大部分指標(biāo)能達到設(shè)計指標(biāo)。處理效果最好、最穩(wěn)定的是T2P指標(biāo)(0.45mgL,去除率能穩(wěn)定在90%左右),其次是BOD、COD,效果較差、且不穩(wěn)定的是T2N指標(biāo)。

4　運行中的幾個問題

4.1　氧化溝流速不夠

氧化溝中流速設(shè)計要求達0.3ms,但實際上只有0.22～0.25ms。這是因為DS325表曝機電機匹配偏小、機械性能不好,運行中電機及表曝機軸承溫升較高、電機跳閘頻繁。氧化溝中流速不夠會造成污泥沉淀,特別是當(dāng)SVI指標(biāo)較低時更明顯,有時甚至比較嚴(yán)重。

4.2　氧化溝供氧不足

氧化溝供氧不足,是造成NH4-N硝化不好、總氮去除效果差的主要原因。氧化溝好氧段太短,只占總溝長的14左右,DO濃度為1.0～0.5mg/L。但對BOD去除影響不大,因為溶解氧濃度>0.3mg/L的情況下好氧菌也能正常地分解有機物。一般應(yīng)控制溶解氧在1.5～2mg/L以上,低于0.5mg/L時則硝化完全停止。氨氮硝化不好、總氮去除就差,按常規(guī)好氧段應(yīng)占總反應(yīng)時段的12,才能較好地脫氮。

5　T2N、T2P去除效果相佐

在出水水質(zhì)上常出現(xiàn)T2N濃度較低時,T2P的濃度相對較高;當(dāng)T2P的濃度較低時,T2N濃度升高的情況。而進水T2P濃度高,出水T2P濃度低;T2N的情況則不同,進水T2N的濃度高,出水T2N也往往較高。出現(xiàn)這種情況的原因是當(dāng)T2P進水濃度高時,FN及BOD5的濃度也相應(yīng)較高,此時氧化溝中的需氧量也較高。而曝氣設(shè)備供氧量基本是常數(shù),此時氧化溝中的溶解氧對去除碳源及T2P可以滿足,但對溶解氧要求較高的NH+42N硝化反應(yīng)則不能滿足,所以T2N去除效果降低、出水濃度升高。

由于氧化溝的虧量供氧,造成氧化溝中更多的厭氧或近似厭氧的反應(yīng)時段,使細菌受壓抑并釋放磷的反應(yīng)更徹底。在經(jīng)過好氧區(qū)時,細菌能更快速、充分的吸收、富積磷于體內(nèi),故除磷效果提高,出水中T2P的含量降低。說明Carrousel氧化溝不僅能去碳、脫氮而且能除磷。

另外,當(dāng)進水T2P濃度較低時,T2N、BOD的濃度也相應(yīng)較低,此時氧化溝的需氧量下降、溶解氧較充足,不僅滿足了去除BOD的需要,而且也滿足了硝化反應(yīng)的需要,所以脫氮效果好轉(zhuǎn)。由于氧化溝中的好氧時段增加,而厭氧及近似厭氧的時段隨之減少,除磷效果受到一定影響,所以T2P的出水濃度反而上升。如何確定Carrousel氧化溝中的供氧條件,形成合理、恰到好處的好氧→缺氧→厭氧區(qū)段,使脫氮除磷的生化反應(yīng)同時、有效地進行,尚待進一步研究。

6　除磷效果的分析

氧化溝(CarrouselBardenpho)流程,完全滿足生物脫磷厭氧→好氧→缺氧→富氧的環(huán)境條件,如圖1。圖1中各反應(yīng)池的停留時間為:厭氧池1h;氧化溝1共16.7h,其中好氧(1.0～0.5mg/L)約4h、缺氧及厭氧(0.4～0.1mg/L)12.7h;氧化溝2為2.6h。

從氧化溝1溶解氧分布可以看出,在該反應(yīng)池中有3級AO工藝,池中細菌能經(jīng)歷好氧、厭氧或近似厭氧的環(huán)境,從而激發(fā)其對磷的過量積累反應(yīng)。富氧池起到最后把關(guān)的重要作用,使細菌能從終沉池回流之前將磷吸附于體內(nèi),以避免細菌在終沉池停留期間由于溶解氧降低而將體內(nèi)的磷分解釋放出來,以保證T2P出水良好。從氧化溝中出來的混合液,DO濃度一般<0.5mg/L,經(jīng)富氧池曝氣后可增加至4mg/L左右。目前,T2N的去除率只有50%左右,如使氧化溝1的曝氣供氧能力提高,T2N的去除效果將得到大幅度提高。

由于厭氧池停留時間短(1.1h),通常氧化溝1處于厭氧或近似厭氧的時段可達10h,所以厭氧池除磷不明顯。另外,厭氧池只C組有水下攪拌器運轉(zhuǎn),其余兩組(A、B組)沒有,厭氧池出現(xiàn)短流,不能正常發(fā)揮作用。但A、B組的除磷效果并不比C組差,也說明了厭氧池的作用不明顯。由于氧化溝2處于缺氧狀態(tài),除磷作用也不明顯。而氧化溝1流速偏低,使溝中溶解氧濃度在同一距離遞減幅度增大,利于形成3級AO工藝,其厭氧和近似厭氧的時段遠超過厭氧池的停留時間,故能起到高效除磷的作用。

綜上所述,為節(jié)省投資及運行費用,并獲得良好的脫氮除磷效果,建議將現(xiàn)有的工藝流程修改如圖2后才有可能。于是需要一個完整的厭氧微生物食物鏈系統(tǒng),葡萄糖的存在至少可為相關(guān)的微生物補充碳源能源,從而有利于微生物總量的增長。此外,葡萄糖經(jīng)相關(guān)微生物代謝還可為受試有機物的開環(huán)提供必要的還原力和各種輔酶。因此,可以認為共代謝作用在雜環(huán)化合物及多環(huán)芳烴的厭氧降解過程中起著重要的作用。必須有易于厭氧降解的初級能源物質(zhì)存在,難降解有機物的厭氧轉(zhuǎn)化才能順利有效地進行。共代謝反應(yīng)廣泛存在于難降解有機物的厭氧降解過程中,Hanne等人曾利用厭氧反應(yīng)器中存在共代謝的原理,通過添加初級基質(zhì)來處理含氯酚的廢水,使氯酚這種有毒的難降解物質(zhì)得以生物凈化。在含有較多難降解有機物的廢水處理中,厭氧可被推薦作為預(yù)處理手段。在此條件下,廢水中存在較多的易生物降解有機物,可以滿足厭氧微生物降解難降解有機物的共基質(zhì)營養(yǎng)條件。

3　結(jié)論

①　所研究的有機物,多數(shù)在厭氧酸化條件下可以發(fā)生結(jié)構(gòu)上的轉(zhuǎn)化,雖然轉(zhuǎn)化的程度各不相同。

②　在厭氧酸化24h后,多環(huán)芳烴的平均去除率可高達90%左右,單環(huán)雜環(huán)化合物的去除率很低,表現(xiàn)出抗厭氧酸化降解的傾向。

③　單環(huán)雜環(huán)與苯環(huán)稠合形成雙環(huán)或三環(huán)雜環(huán)化合物時,苯環(huán)的加入可緩解單環(huán)雜環(huán)的抗性,從而使其厭氧酸化去除率大大提高;而且隨著苯環(huán)的在整個分子中所占質(zhì)量百分比的提高,去除率呈升高的趨勢?！?/p>

④　單基質(zhì)條件下受試物的厭氧酸化去除率遠低于與葡萄糖共基質(zhì)條件下的去除率,而且污泥活性及性狀均較差。共基質(zhì)易降解物質(zhì)的存在對厭氧酸化反應(yīng)起著很重要的作用。共代謝作用在難降解有機物的厭氧酸化過程中起著重要作用。

⑤　經(jīng)過厭氧酸化處理后,受試難降解有機物好氧生物降解性能明顯優(yōu)于原物質(zhì)。因此,厭氧——好氧工藝有望有效地去除這些物質(zhì)。

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