常規(guī)A/O工藝中污泥回流工藝的改造
1.前言
隨著工業(yè)的發(fā)展和水資源的日益短缺,人們越來越重視工業(yè)廢水的處理和回用,而A/O工藝即活性污泥法是最常用的工業(yè)廢水處理方法?;钚晕勰喾ㄊ抢萌斯づ囵B(yǎng)的微生物菌種,分解氧化污水中可生物降解的有機物,將其與污水分離,使污水得到凈化。在富氧條件下,有機物被好氧微生物代謝分解氧化,從需要耗氧的不穩(wěn)定狀態(tài)變成不再需要耗氧的狀態(tài),變成二氧化碳和水,一輩子。A/O活性污泥法就是一個典型的例子。該工藝不僅能在脫氮除磷的同時去除污水中的有機物,凈化水質,而且操作簡單,自動化程度高,運行穩(wěn)定性好。因此,在工業(yè)廢水處理中得到了廣泛的應用。王洪剛等人采用典型的A2/O系列工藝,污泥負荷為0.03 ~ 0.20kg bo D5/(kg·MLSS·d),污泥回流50% ~ 100%,后續(xù)臭氧高級氧化處理,成功實現了出水達到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準一級A標準。李等采用A2/O2生物濾池工藝處理焦化廢水系統(tǒng)。填料表面形成穩(wěn)定的生物膜后,COD去除率達到80%以上,氨氮去除率也達到60%以上。
為了進一步挖掘A/O工藝的潛力,控制污泥回流方式和保持污泥活性是兩個關鍵因素?;钚晕勰嗟男阅茉诤艽蟪潭壬蠜Q定了系統(tǒng)的處理能力。合理控制污泥回流不僅可以在很大程度上保留污泥的活性,還可以提高整個系統(tǒng)承受負荷沖擊的能力。楊曉楠等通過中試證明,回流比對COD的去除率影響不大,但提高了氨氮和總氮的去除率。合理的回流比增加了系統(tǒng)中的污泥濃度。當回流比達到200%時,氨氮呈下降趨勢,總氮的去除率與氨氮的去除率基本一致。劉等人不斷調整A/O工藝,將硝化液回流調整到100%,污泥回流調整到400 m3/h,通過延長水力停留時間和污泥齡,使工藝具有較強的負荷抗沖擊能力,出水NH3-N在0.5mg/L以下,COD在50 mg/L以下
2.原始工藝流程
項目主要采用氣浮、生化預處理、鐵炭微電解、絮凝沉淀、水解酸化、A/O工藝和深度處理工藝(臭氧高級氧化、反硝化、生物接觸氧化、ICB濾池)處理精細化工廢水、農藥廢水、磷酸亞鐵鋰廢水(也稱新能源廢水)、農藥廢水和生活污水。流程如圖1所示。
3.工藝改造和新措施
3.1流程轉換
考慮到新能源廢水氨氮和COD低,屬于無機廢水,不需要水解酸化和微電解分解。同時,為了進一步降低預處理系統(tǒng)的運行負荷,新能源廢水可直接在O/A工藝中處理達標排放。具體轉換如下:
農藥廢水和精制廢水仍保持原處理路徑,進入調節(jié)池,泵入曝氣池,然后進行后續(xù)生化處理。新能源廢水和生活污水中污染物濃度相對較低。不經過前面的預處理系統(tǒng),直接進入HAF,與預處理后的精制廢水匯合,進一步生化處理,確保最終出水達標排放。
3.2污泥區(qū)回流
在原有排泥管道的基礎上,增加或更換更多的污泥回流管道;
(1)原二沉池的污泥回流至HAF池而非FSBBR池,好氧菌仍回流至好氧池。
原來二沉池的活性污泥回流到HAF,導致好氧菌大多因為不適應缺氧環(huán)境而失活,氨氮和COD的去除率大大降低。(1)改造后,好氧菌和厭氧菌分區(qū)返回好氧池(FSBBR池),即二沉池中的好氧菌仍返回好氧池(FSBBR池),相似的生活環(huán)境也在很大程度上保持了細菌的活性。通過控制合適的回流比,氨氮和COD的去除率大大提高。
(2)增加污泥池至調節(jié)池、FSBBR池、二沉池至調節(jié)池的污泥回流管道。
原有的污泥回流管道比較簡單,除了(1)中提到的錯誤回流方式,只實現了污泥從立式沉淀池1回流到調節(jié)池。由于系統(tǒng)排出的活性污泥過多,系統(tǒng)無法承受來自前一工藝的水質和負荷的雙向沖擊。該裝置從建成到改造調試了一年多。系統(tǒng)排水中氨氮、COD、總氮數據波動較大。峰值出現時,系統(tǒng)幾乎完全喪失去除氨氮和總氮的能力,水質超過排放標準5倍以上。
(2)中增加三根泥管主要是增加整個系統(tǒng)處理來自前一工藝的水質和負荷雙向沖擊的能力,即一旦進水有負荷沖擊或含有少量硫磺等有毒有害物質,導致前一預處理系統(tǒng)中的活性污泥部分失活, 未受沖擊的后期活性污泥可通過這三條泥管返回到前一系統(tǒng)重新利用,以盡快恢復預處理系統(tǒng)的性能,維持整個裝置的出水水質達標排放。
(3)增加從調節(jié)池到FSBBR池的超馳管道。
在進水氨氮和COD負荷較低的情況下,為避免因營養(yǎng)物質缺乏導致后A/O系統(tǒng)處理能力下降,增加了(3)中的超馳管道,旨在將調節(jié)池中的氨氮、COD等營養(yǎng)源部分補充至后A/O系統(tǒng),以保持整個系統(tǒng)的污泥活性在低負荷下平穩(wěn)運行。
經過上述三項技術改造措施后,前段預處理系統(tǒng)不僅處理負荷降低,而且系統(tǒng)可以應對多條污泥回流管道在不同負荷和水質下的雙向沖擊。此外,通過后續(xù)的調試工作和排水水質進一步證實,回流的活性污泥性能良好,細菌的活性得到了很大程度的保留。
改造后的新工藝流程如圖2所示。
4.結果和討論
為了進一步證實上述三項技改措施的效果,我們收集了大量數據進行改造前后的對比,包括中間的水解酸化池和主出口外排,類比項目包括氨氮、COD和總氮。
4.1改造措施對水解酸化池出水氨氮和COD的影響
水解酸化池(ECHAP)是一個裝有FSB多孔礦物填料的中間池。填料是微生物的載體,可以固定和保留大量的微生物。池內進行微曝氣,使整個池處于兼氧狀態(tài)。兼性細菌作為優(yōu)勢菌群,可以分解水中難降解的大分子有機物。ECHAP不僅能起到傳統(tǒng)調節(jié)池調節(jié)水質、平衡水量的作用,還能起到豐富的微生物菌群對廢水進行預降解的作用,改善了后端系統(tǒng)的工作環(huán)境,使各構筑物更好地發(fā)揮作用。由此可見,ECHAP在整個系統(tǒng)中起著承上啟下的作用,其出水水質的好壞極大地影響著整個系統(tǒng)的處理能力和主排放的水質是否達標。
4.2改造措施對系統(tǒng)排水中氨氮和COD的影響
這個系統(tǒng)的外排水排到園區(qū)的一個污水集中站,外排水的水質也有嚴格的執(zhí)行范圍:氨氮
5.結論
通過以上工程實例的改造,我們知道污泥回流的環(huán)境非常重要。相似的生活環(huán)境可以在很大程度上保留活性污泥的處理活性。反之,細菌可能因無法適應新環(huán)境而失活,即系統(tǒng)失去原有的處理能力。經過上述一系列改造,調試一年多排水不達標的情況在一個月內恢復正常,系統(tǒng)排水氨氮、總氮、COD均達到園區(qū)污水站接水標準。(來源:中鹽昆山有限公司、中鹽安徽紅四方有限公司)
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