高負(fù)荷曝氣法又稱短時曝氣法或不完全活性污泥法，工藝的主要特點是負(fù)荷率高、曝氣時間短，去除有機物以吸附為主，污泥產(chǎn)量較普通活性污泥法多40%以上。高負(fù)荷曝氣法CODCr去除率在40%~70%之間，出水一般不能直接排放，其后常接低負(fù)荷曝氣法構(gòu)成AB法。  

該生化制藥廠生產(chǎn)廢水主要來自糖化、發(fā)酵和提取工序，車間廢水間歇排放，一天內(nèi)水質(zhì)波動范圍大，CODCr濃度較高，可生化性好。該生化制藥廠原建有一套廢水處理系統(tǒng)，出水水質(zhì)執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時段三級標(biāo)準(zhǔn)，達標(biāo)后廢水排入附近污水處理廠。隨著國家對環(huán)保排放要求越來越高，該廠廢水處理站出水將執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時段二級標(biāo)準(zhǔn)，廢水處理站原有工藝達不到新排放標(biāo)準(zhǔn)要求，故需對原有工藝進行改造。文章主要圍繞高負(fù)荷曝氣法的實際應(yīng)用進行分析說明。  

1廢水水量水質(zhì)  

該廠廢水排放量為2400m3/d，廢水處理站每天24h運行，設(shè)計規(guī)模為100m3/h。  

根據(jù)該廠近來的實驗室監(jiān)測統(tǒng)計數(shù)據(jù)，廢水處理站進水指標(biāo)見表1。  

根據(jù)環(huán)保主管部門要求，該廠廢水排放執(zhí)行廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時段二級標(biāo)準(zhǔn)，具體水質(zhì)指標(biāo)見表2。  

2改造工藝的選擇  

2.1原有工藝流程框圖  

2.2工藝改造面臨的問題  

(1)該廠沒有新的建設(shè)用地，只能利用現(xiàn)有構(gòu)筑物進行工藝改造。  

(2)改造期限只有一個月，時間較緊。  

(3)該廠目前被居民區(qū)包圍，由于廢水處理站產(chǎn)生的臭味被周圍居民投訴，水解酸化池已被停用；為防止調(diào)節(jié)池產(chǎn)生臭味，運行時廢水在調(diào)節(jié)池的平均停留時間減少到5h，導(dǎo)致生化池進水水質(zhì)波動較大，運行不穩(wěn)定，處理效率較低。  

(4)該廠批準(zhǔn)的改造資金有限，廢水處理站除臭裝置沒有條件上，該廠要求工藝改造中不能使用厭氧工藝，改造后廢水處理站不能產(chǎn)生明顯臭味。  

(5)接觸氧化池CODCr去除率低于60%，終沉池出水CODCr600~800mg/L。  

2.3工藝改造思路  

該廠車間廢水間歇排放，一天內(nèi)廢水CODCr在800~2500mg/L之間波動，調(diào)節(jié)池雖然有1200m3的有效池容，但廢水在調(diào)節(jié)池停留時間稍長就會產(chǎn)生臭味，實際運行時調(diào)節(jié)池保持低水位，廢水在調(diào)節(jié)池停留時間只有5h，直接導(dǎo)致接觸氧化池進水的CODCr不斷大幅波動，接觸氧化池生物膜處于不穩(wěn)定狀態(tài)，生物膜經(jīng)常脫落，接觸氧化池停留時間雖長達22h，但實際CODCr去除率低于60%，因此工藝改造的關(guān)鍵在于提高廢水處理站的抗沖擊負(fù)荷能力。經(jīng)過綜合分析，決定將水解酸化池和初沉池改造為高負(fù)荷曝氣系統(tǒng)；原接觸氧化池和二沉池作為低負(fù)荷曝氣系統(tǒng)，高負(fù)荷曝氣系統(tǒng)和低負(fù)荷曝氣系統(tǒng)擁有各自的污泥回流系統(tǒng)和微生物種群，以利于發(fā)揮各自作用。高負(fù)荷曝氣池去除有機物以吸附為主，抗沖擊負(fù)荷能力強，能較好適應(yīng)該廢水水質(zhì)波動大的情況，運行靈活，出水水質(zhì)較為穩(wěn)定；由于進水水質(zhì)穩(wěn)定，低負(fù)荷曝氣池內(nèi)微生物成長良好，種群相對穩(wěn)定，去除效率高，出水水質(zhì)較好。  

2.4改造后工藝流程框圖  

2.5工藝改造說明  

將水解酸化池改造為高負(fù)荷曝氣池，高負(fù)荷曝氣池負(fù)荷高，活性污泥濃度大，耗氧速度快，因此采用供氣量大、氧利用率高的旋混式曝氣器，提供足夠的溶解氧；初沉池改造為中沉池，增加污泥回流系統(tǒng)；接觸氧化池更換老化的曝氣器。  

工藝改造設(shè)計參數(shù)如下：  

高負(fù)荷曝氣池：水力停留時間3.3h，5.8kgBOD5/m3·d。  

中沉池：沉淀時間1.5h，表面水力負(fù)荷1.5m3/m2·h。  

接觸氧化池：水力停留時間22h，0.52kgBOD5/m3·d。  

終沉池：沉淀時間3.0h，表面水力負(fù)荷0.65m3/m2·h。  

3改造后運行效果  

工藝改造按期完成后即轉(zhuǎn)入調(diào)試期，由于廢水中含有菌體，污泥培養(yǎng)和馴化較為順利，經(jīng)過1個月的調(diào)試，生化系統(tǒng)運行趨于穩(wěn)定，高負(fù)荷曝氣池泥濃度維持在4000~6000mg/L，溶解氧控制在0.5~0.8mg/L，活性污泥呈黃褐色，有土腥味，CODCr去除率40%~70%，中沉池出水CODCr500~800mg/L；接觸氧化池生物膜較厚，懸浮污泥較少，水較清，CODCr去除率80%以上，終沉池出水CODCr＜160mg/L。  

當(dāng)?shù)丨h(huán)保監(jiān)測站于調(diào)試2個月后開始連續(xù)取樣檢測，檢測結(jié)果表明廢水處理站出水各項水質(zhì)指標(biāo)均達到廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)《水污染物排放限值》(DB44/26-2001)第一時段二級標(biāo)準(zhǔn)要求，順利通過環(huán)保驗收。  

該項目驗收半年后甲方生產(chǎn)車間調(diào)整提取工藝，車間排水夾雜大量粉末活性炭，經(jīng)實際運行發(fā)現(xiàn)，高負(fù)荷曝氣池進入粉末活性炭后，活性污泥中心可見活性炭粉末，污泥沉降性能有很大提高，中沉池出水較原來清，高負(fù)荷曝氣池CODCr去除率較原來提高15%左右。  

4存在問題  

為節(jié)省投資，高負(fù)荷曝氣池與接觸氧化池共用一條供風(fēng)主管，由于高負(fù)荷曝氣池旋混式曝氣器阻力損失比接觸氧化池膜片式小，導(dǎo)致高負(fù)荷曝氣池供氧多，接觸氧化池供氧少，雖通過在風(fēng)管上增加風(fēng)量調(diào)節(jié)閥予以解決，但風(fēng)量調(diào)節(jié)時需要操作很多閥門，非常不方便。  

高負(fù)荷曝氣池產(chǎn)生較多的剩余污泥，導(dǎo)致整個系統(tǒng)污泥量比改造前增加一倍，并且污泥透水性較差，廂式壓濾機濾布容易堵塞，經(jīng)過多種方法實驗，最終采用在污泥濃縮池加曝氣管進行長時間的鼓風(fēng)曝氣，然后加PAM進行調(diào)理后，從而解決了污水脫水難的問題。  

5結(jié)論  

(1)高負(fù)荷曝氣法活性污泥主要由世代短、適應(yīng)性好和繁殖能力強的細(xì)菌組成，能較快適應(yīng)水質(zhì)的變化，抗沖擊負(fù)荷能力強。  

(2)高負(fù)荷曝氣法去除有機物以吸附為主，反應(yīng)速度快，在負(fù)荷高達5.8kgBOD5/m3.d，水力停留時間僅3.3h的情況下，CODCr去除率穩(wěn)定在40%~70%，并可通過投加粉末活性炭的方法來提高高負(fù)荷曝氣法的CODCr去除率。  

(3)高負(fù)荷曝氣法耗氧速率很快，宜采用氧利用率高的中、大氣泡曝氣器；高負(fù)荷曝氣法宜設(shè)置單獨的曝氣系統(tǒng)和污泥回流系統(tǒng)，可根據(jù)進水水質(zhì)的變化靈活控制溶解氧和活性污泥濃度，提高其應(yīng)變能力。  

(4)高負(fù)荷曝氣法污泥產(chǎn)量較普通活性污泥法多40%以上，且污泥脫水性能較差，應(yīng)配置2座污泥濃縮池，并采用曝氣、加PAM等方法對污泥進行污泥調(diào)理，提高污泥脫水性能。  

(5)高負(fù)荷曝氣法即可單獨使用，又可與低負(fù)荷曝氣法組成AB法使用，在制藥廢水、屠宰廢水和食品廢水等工業(yè)廢水處理中有較廣闊的應(yīng)用前景。

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