A2/O+ 絮凝沉淀池组合工艺在城市污水处理中的生产性应用研究

韩力超

（济南市政公用资产管理运营有限公司，山东 济南250101）

1 概述

近年来,随着济南市不断加大水污染防治工作力度,水环境污染恶化的趋势得到基本控制,全市水环境特别是小清河水质质量得到了持续改善,为了进一步改善小清河水质,氨氮和总磷两项出水指标于2018 年1 月1 日起执行地方加严标准,这也给当地污水处理厂带来了较大挑战。济南市目前的污水处理模式采用“集中与分散处理相结合”[1],出水指标的提升对小规模的污水处理厂带了较大挑战。

2 污水处理厂概况

济南某污水处理厂建于2018 年,总体规模2 万m3/d,分二期建设,目前一期已完工并投入运行, 设计处理水量为1 万m3/d。处理工艺采用预处理+AAO+絮凝沉淀+活性砂过滤+消毒处理工艺,设计进 水 水 质 为 CODCr≤500mg/L、TN ≤80mg/L、TP≤7.0mg/L。具体流程见图1。综合生化池主要去除污水中的有机物,同时脱氮除磷, 是污水处理厂的核心构筑物。综合生化池为半地上式钢筋混凝土矩形池体,1 座2 池,分为厌氧区、缺氧区、过渡区和好氧区,平面尺寸37.3×35.3m,设计流量为0.127m3/s, 设计停留时间16.4h,有效 容 积 7500m3, 污 泥 负 荷0.12kgBOD5/kgMLSS·d, 混 合 液 浓 度MLSS=4000mg/L, 设计泥龄15d, 需氧量185kgO2/h,混合液回流比400%。

絮凝沉淀池对二级处理出水进行絮凝沉淀, 并通过加药去除水中的磷, 为半地上式钢筋混凝土矩形水池, 设计流量0.171 m3/s。絮凝池2 格,单格平面尺寸6.0×3.8m,有效水深4.6m,反应时间18min。斜板沉淀池2 格,单个平面尺寸14×5.85m,有效水深4.4m,表面负荷3.8m3/m2·h。

图1 污水污泥处理工艺流程图

图2 处理工艺进出水COD 变化趋势

3 处理工艺运行效果

本实验研究中进水来自市政生活污水, 试验时间自2020 年1 月至2020 年10 月。

从图2～图4 可以看出, 该工艺进水COD、TN 和TP 平均值分别为578.49mg/L、70.90mg/L 和5.10mg/L, 其中进水COD 长期高于设计标准, 进水总氮在2-5 月高于设计标准。冬季进水COD、总氮和总磷浓度相对较高,夏季进水COD、总氮和总磷浓度相对较低,这主要是由于冬夏季居民生活用水量所决定的。整个工艺出水COD、总氮和总磷的平均值分别为16.05mg/L、8.31mg/L 和0.06mg/L,平均去除率分别为97.19%、87.72%和98.88%,可见该工艺对主要污染物的去除率比较稳定。该厂进水COD高于普遍设计标准, 若进水COD 大于1000mg/L 通常会导致出水总氮升高,这是由于微生物在分解有机物的同时消耗过多的溶解氧,使得硝化菌因缺氧无法正常反应影响后续反硝化的进行。通过增加曝气量以及减少进水量的方式可提升好氧池内溶解氧浓度,使硝化反应得到迅速恢复。

由于当地出水排放标准中的COD、NH3-N 及TP 等指标严于一级A 标准,为确保出水稳定达标,后续增加絮凝沉淀池及连续流砂滤池作为深度处理设施。其目的和作用主要是去除SS, 进一步降低出水中的COD和BOD5。同时,A2/O+絮凝沉淀池组合工艺相较于常规处理工艺,在絮凝沉淀池增加后端除磷剂加药点,有利于进一步去除水中可溶性总磷及悬浮物,提高了出水达标的稳定性,确保出水稳定达标。

图3 处理工艺进出水TN 变化趋势

4 处理工艺成本分析

目前,污水处理效率不高而成本很高是污水处理工艺普遍存在的问题,在处理工艺正常运行时,运营单位既要确保处理工艺的稳定达标排放,同时还应将运营成本控制在较低水平,保证污水处理设施的高效性和经济性。综合该站2020 年1-10 月运行情况,其处理成本见表1。

根据表1 可知, 新建的污水处理厂的运行成本主要体现在人工费、电费、药剂费和污泥外运处置费等,其中药剂费和污泥外运处置费较前几年有大幅度的上升。随着出水标准的提高,除磷剂投加量较之前有所提高；此外,随着人民生活水平的提高,进水碳氮比过低,为保证活性污泥反应所需的最佳碳氮比,还需额外投加大量碳源(主要成分为葡萄糖),二者直接导致药剂费用的大幅上升。同时,随着环保部门对污泥处置重视程度的不断提高,污泥处置技术不断升级,污泥外运和处置成本也较之前有所提高。

图4 处理工艺进出水TP 变化趋势

表1 污水处理成本组成

5 结论

5.1 虽然污水处理厂进水COD、总氮等浓度时常高于设计标准,但通过合理调整运行参数,A2O+絮凝沉淀处理工艺出水效果依然比较理想,对COD、TN、TP 的平均去除率分别为97.19%、87.72%和98.88%

5.2 相比大型污水处理厂,该污水处理厂运行规模较小,运行成本及能耗较高, 应根据进水水质变化进一步优化曝气设置及药剂的投加,降低单位运行成本。