A2/O生化法+物化法污水處理廠運行效果分析

1　工藝與水質

1.1　工藝流程

　　A2/O生化法+物化法處理工藝流程見圖1。



圖1 工藝流程

　　開發區各企業的工業廢水及生活污水，經預處理達到接管標準后，沿市政污水管網匯入該污水處理廠提升泵房的集水井。集水井前面設機械格柵用來去除污水中大顆粒的懸浮物（SS）及漂浮物，以預防后續水泵、管配件及管線的堵塞現象，進而有利于系統穩定、高效運行。污水進提升泵提升后通過細格柵進入旋流沉砂池。

　　在生化處理前放置流量計，對污水進行計量并平衡2組生化處理系統的處理水量。生化處理系統采用A2/O工藝，生化池出水進入生化沉淀池。污水在生化沉淀池進行泥水分離，上清液進入高效沉淀池進一步處理，污泥進入生化污泥配泥池，并通過污泥回流泵回流至生化池前端，剩余污泥定期排入污泥貯存池。

　　污水自流進入深度處理的高效沉淀池，在混合反應區內靠攪拌器的提升、混合作用完成泥渣、藥劑和原水的快速凝聚反應，然后至推流反應區進行慢速絮凝反應，以結成較大的絮凝體，礬花慢速的從預沉區進入到沉淀區，使大部分礬花在預沉區沉淀；再逆向流到斜管沉淀區，將剩余的礬花沉淀，進一步去除COD、NH3-N、TP，澄清液通過集水槽收集進入二次提升泵房。

　　污水經深度處理提升泵站提升后進入纖維濾池，進一步去除SS，出水經紫外線消毒殺菌達標后排出。深度處理過濾設施定期進行反洗，反洗水自流至廢水池。出水主要采用重力自流排入老夏港河，當洪水季節外水位較高，無法自流排放時，啟用出水泵將出水提升至出水壓力井排放。

　　污泥貯池的剩余污泥，經板框壓濾機脫水，滲濾液回流至集水井進行處理，泥餅外運處置。

1.2　水質要求

　　接入的各企業的污水水質要求：COD為500 mg/L，BOD5為300 mg/L，TP、NH3-N、TN、SS的質量濃度分別為2、35、40、200 mg/L。

　　污水處理廠出水水質標準：COD為50 mg/L，BOD5為10 mg/L，TP、NH3-N、TN、SS的質量濃度分別為0.5、5、15、10 mg/L。當水溫≤12 ℃時，NH3-N的質量濃度控制為8 mg/L。

2　主要構筑物及其參數

2.1　生化反應池

　　一期為2座并列，每座規模12.5×103 m3/d。結構為鋼硂，單座設計設計長×寬×高（l×b×h）為55.0 m×44.0 m×5.2 m；有效水深h為4.5 m，設計體積流量1 041 m3/h；停留時間（HRT）10 h，污泥COD負荷0.68 g/(g·d)，污泥的質量濃度3.5 g/L。好氧段采用膜片式微孔曝氣器，共4 400個，每個曝氣器曝氣體積流量2 m3/h。厭氧池、缺氧池、好氧池的容積比1:1:4。厭氧池及缺氧池設水下攪拌器8臺，每臺功率P =4.4 kW。厭氧池水下攪拌器連續運轉，使污泥處于懸浮狀態，微孔曝氣器的供氧量根據好氧池溶解氧（DO）含量控制。池內設螺旋推進器，用于A2/O反應池的內回流，最大體積比為200%，內回流設備共計6套。

　　一期擴建設計水量也是25×103 m3/d，結構為鋼硂，構筑物1座，設計l×b×h為65.0 m×42.7 m×5.5 m，有效水深4.5 m，設計池容V為14 912 m3。HRT為14.3 h，污泥BOD5負荷0.12 g/(g·d)，污泥的質量濃度3.5 g/L。好氧段采用膜片式微孔曝氣器，共3 513個，每個曝氣器通氣體積流量0.5～4 m3/h。厭氧池設水下推流器1臺，P =4.5 kW；缺氧池設水下推流器1臺，P =4.3 kW；厭氧池設水下攪拌器3臺，P =4.3 kW，推流器和攪拌器連續運轉時，使污泥處于懸浮狀態，微孔曝氣器的供氧量根據好氧池DO含量控制；池內設螺旋推進器，用于A2/O反應池的內回流，最大體積比為200%，內回流設備共計2套。

2.2　二沉池

　　一期設計結構為鋼硂，構筑物2座并列。單座圓形設計，直徑D為30.0 m，設計體積流量520 m3/h，有效水深4.0 m，HRT為4.8 h，表面負荷1.03 m3/(m2·h)。

　　一期擴建結構為鋼硂，構筑物1座。圓形設計，D =40.0 m，深H=4.0 m，變化系數K=1.4，有效水深4.0 m；HRT為4.8 h，表面負荷1.17 m3/(m2·h)。

2.3　高效沉淀池

　　結構為鋼硂，構筑物1座，2個沉淀格，設計l×b×h為34.1 m×19.0 m×6.35 m。機械混合時間2 min，絮凝反應時間12 min，分離區表面負荷10.0 m3/(m2·h)，傾斜角度60°，規模為50×103 m3/d，為斜管沉淀，斜管內切圓直徑60 mm，斜長1.2 m，總面積226 m2，管壁厚0.6 mm，單管斜長管口水平承壓強度1.4 kPa。設全自動PAM加藥系統1套，投加量為2.5 L/h，PAM配制質量分數為0.01%～0.025%。設混凝劑PAC加藥裝置1套，PAC的質量分數為3%～6%。

2.4　纖維濾池

　　高效纖維濾池采用一種束軟纖維填料作為濾元，是一種全新的重力式濾池，濾料直徑小到幾微米到幾十微米，所以具有很大的比表面積和表面自由能，所以又很強的吸附能力，能夠使水中的顆粒污染物吸附、截留下來。

　　當濾料上吸附、截留的細小顆粒污染物達飽和時，需對濾料再生時，清洗纖維濾料，在反沖洗水泵及反沖洗鼓風機的作用下使濾料上富集的顆粒污染物掉落，濾料恢復原先狀態。配套建有中間提升泵1座，提升泵5臺，其中3臺型號WQ4327-656-300- Z，單機體積流量730 m3/h，揚程6 m，功率18.5 kW。另外2臺為變頻控制，型號350WQH800-6-22，單機體積流量800 m3/h，揚程6 m，功率22 kW。

3　運行效果分析

3.1　COD去除效果

　　污水處理廠藝運行穩定，對COD具有較高的去除率，在進水COD低于設計條件下，A2/O生化法+二沉池+深度處理組合工藝可以有效去除污水中的COD。厭氧池里的厭氧菌將污水里面的部分難降解的有機大分子轉化為易降解的小分子。厭氧池出水進入缺氧池，在兼性菌作用下發生反硝化反應，再經過好氧池把污水中的大部分COD去除，高效沉淀池也可以將漂浮的污泥等去除，進一步去除COD。

3.2　TP去除效果

　　該污水處理廠除磷效果良好，磷在厭氧區被釋放，在好氧區被吸收，在厭氧池和好氧池的聯合作用下達到除磷目的。具體來說，在好氧段，聚磷菌過量地吸收水中的正磷酸鹽，在二沉池中以排放剩余污泥的方式實現磷的去除。

3.3　TN的去除效果

　　該污水處理廠脫氮效果良好。通過好氧和厭氧聯合作用的方式較好地去除了TN。好氧池硝化細菌將NH3--N轉化為NO3--N，NO3--N隨著回流液回流到缺氧池后，在反硝化細菌的作用下，將NO3--N轉化成氮氣，實現脫氮。

　　4個季度該污水處理廠出水TN含量也同時滿足GB 18918－2002排放要求。表明該廠污水處理工藝可以有效地去除污水中的TN，并且不受進水量增加影響。

　　總之，在春夏秋冬4個不同的季節，該污水處理廠的出水TP、TN含量無明顯變化，表明該工藝除磷脫氮性能不易受季節影響。

3.4　NH3-N的去除效果

　　該污水處理廠污水NH3-N平均去除率為98.4%，可見該廠穩定運行的A2/O工藝硝化能力很強。進、出水NH3-N的質量濃度平均分別為13.8、0.230 mg/L，出水NH3-N含量達到GB 18918－2002排放一級A標準。

　　污水首先進入厭氧池，厭氧池出水進入缺氧池，缺氧池主要進行反硝化反應，由厭氧池出水提供碳源，由好氧池混合液回流提供NO3--N，在反硝化細菌作用下，NO3--N被轉化為氮氣，達到了去除NH3-N的目的，所以控制好工藝參數后該污水處理廠生化池NH3-N去除率較高。

4　成本分析

　　該項目每天消耗PAC為1 t（3 000元/t）、PAM 為0.03 t（8 500元/t），生石灰每天3 t（200元/t），電費0.7元/(kW·h)，廢水日處理42 kt，折合藥劑費0.09元/ m3，電費0.78元/m3，人工費0.19元/m，合計（不含折舊費用）為1.06元/m3。

5　結　論

　　該污水處理廠A2/O生化法+二沉池+深度處理組合工藝設計合理，工藝運行穩定、設備運轉正常、耐沖擊負荷強，運行參數監測到位。根據監測數據統計、分析，發現該污水廠采用的A2/O生化法+二沉池+深度處理組合工藝去除有機污染物效果顯著。A2/O法是最簡單的同步除磷脫氮工藝，出水能達到GB 18918－2002一級A標準。

　　監測期間出水COD為17 mg/L，TP、TN、NH3-N的質量濃度分別為0.145、9.15、0.23 mg/L，水質達到GB 18918－2002的一級A排放標準。COD、TP、TN、NH3-N的平均去除率分別為88.9%、89.0%、49.7%、98.4%。