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浅谈对AmOn新工艺运行控制的探讨

一、AmOn工艺概述

污水经粗格栅(25mm)去除较大的悬浮物,自流进入污水提升泵房,然后经过潜污泵提升进入细格栅(3毫米)去除较小的悬浮物,流入沉砂池,在此去除部分颗粒杂质及无机颗粒污水依靠重力进入厌氧区进行厌氧化解\酸化反应,去除有机物,降低COD及色度,并与生化池回流的活性污泥混合,通过水底搅拌机进行搅拌,同时将大分子的、复杂的、难生物降解的有机物转化为小分子的、易生物降解的简单有机物,流入脱气池通过循环水泵的提升至《AmOn一步法》好氧反应池利用水头余压通过射流曝气器吸氧带入空气中的氧气,利用射流管的传质、絮凝和混合,再通过释放头的搅拌和释放完成供氧曝气;利用混合微生物的作用彻底降解污水中的有机物及营养物质。利用水的密度差水流入脱气通道进行脱气、稳流,沉淀在底部的缺氧区进行分流,沉淀往下流入曝气区,上清水进入沉淀区沉清通过集水槽收集流出,出水经紫外线消毒达标后排放水体。

二、活性污泥培养与驯化

在冬季由于微生物代谢速率降低,水温在10度左右,我们采用了接种污泥培养方式进行。根据德坞污水处理厂目前具备的运行条件(进水量小,进水浓度不太高的情况) ,经过综合考虑,理论上必须保证生化池中的污泥浓度在3g/L左右,即3kg/m3、由于干污泥的含水率在80%,因此至少应向曝气池内投加干污泥的量为15Kg/m3,即100m3的池子中应投加干污泥1.5吨左右,我们一体化生物反应池一个池子是2000m3,所以投加污泥量为30吨左右。2010年11月23日15点从市污水处理厂运来15吨脱水污泥投入1号生化池进行闷曝,最高污泥浓度达到917.82mg/l,到24日8点,实际污泥浓度为460.6 mg/l,24日9点又陆续投入15吨脱水污泥,污泥浓度逐步往上涨,累计闷曝39小时后达到最高1598.4 mg/l,根据在线仪表显示开始往下降,此时停止闷曝,静沉2小时后,继续闷曝6小时,再静沉2小时,如此循环,污泥浓度一度涨到1993.1 mg/l,再循环此过程时,发现污泥浓度不升反而往下降,最低时为1670.1 mg/l,开始少量进水(约为生化池容积的10%即200立方米左右),再闷曝,污泥浓度往上涨时,我们继续闷曝,当开始达到最高点往下降时,我们立即停止曝气2小时静沉后,再进水并曝气,根据在线仪表污泥浓度数字升降的这种变化规律,我们采取了闷曝、静沉、进水这种循环方式(期间DO始终控制在5~7 mg/l),达到了很好的活性污泥培养效果。一个星期后即12月1日污泥浓度达到了3300 mg/l,沉降比达到10%~15%,开始连续进水,连续曝气,出水水质达到了一级B类排放标准。在这么短的时间使活性污泥培养得以成功,我们并不是机械的按照很多污水处理培训教材上所说的进水闷曝2~3天后,静沉1小时,然后排出部分污水并进入部分新鲜污水,以后循环进行闷曝、静沉、和进水三个过程,而是根据污泥浓度的升降适时采取以上循环过程,我认为在活性污泥培养与驯化过程中,根据污泥浓度升降这种变化规律来调整工艺进行培养是非常可行的一种方式。

三、AmOn生产工艺控制

在活性污泥控制系统中,污水处理主要由活性污泥完成的,因而,控制的主要目标也就是活性污泥本身的数量和它的质量。如果采取正确的控制措施,将系统内的活性污泥保持稳定而合理的数量,以及稳定而高效的质量,则必然得到稳定而高效的处理效果。活性污泥的数量指标有混合液污泥浓度MLVSS或MLSS和有机负荷F/M,通过F/M可确定需要多少MLSS等;以及反映质量的指标污泥老化程度污泥龄SBR,反映沉降性能的质量指标SV\SVI等,影响以上数量和质量的指标很多,主要包括水质、水量的变化、温度等外界因素的变化。污水处理厂的主要任务就是采取控制措施,克服这些因素对活性污泥的影响,持续稳定的发挥处理作用。

1、溶解氧的控制

AmOn工艺曝气方式几乎不同于其他鼓风机曝气方式,它采用的是用循环水泵抽取的回流污泥与进水的混合溶液通过射流管产生的水头余压通过射流曝气器吸氧带入空气中的氧气,所以我们采用增加或者减少射流曝气器进气孔的横截面来达到控制曝气量的目的。一般生化池溶解氧控制在2~3 mg/l为宜(过高容易引起污泥的过氧化,过低使微生物得不到充足的氧,导致有机物分解不彻底),但效果并不是很理想,出水水质反而不好,考虑到可能射流管的水头余压从池底反冲回来的水柱对实际溶解氧有一定的影响,所以我们溶解氧控制在5 mg/l左右;另外我们还采取了通过测定30分钟沉降比后沉淀活性污泥是否在4~5小时之内漂浮起来来判断溶解氧是否过高或者过低来调整射流曝气器进气孔的横截面(漂浮起来说明溶解氧适合,不漂浮起来说明溶解氧过高)来控制曝气量,此种方法通过反复实验后,证明还具有很好的可操作性。

2、污泥浓度MLSS的控制

我厂进水水质指标:COD在80~150 mg/l范围,NH3-N在25~45 mg/l范围,TP在1.2~3 mg/l范围,进水量在600~2000m3/日范围,分1#、2#、3#三组生化池,日处理污水1.5万m3。现我们对1#池和3#池进行了活性污泥的培养和驯化工作,培养成功后,在出水水质监测过程中发现在进水浓度不高、进水量很少时,反而是1#生化池(1#池MLSS在2500mg/l左右,3#池MLSS在5000mg/l左右)出水水质好,说明在很多情况下并不是污泥浓度越高越好,根据实际进水量和进水浓度来调整污泥浓度应该是科学的。于是在现有条件下,我们加强了剩余污泥的排放量,想办法让污泥浓度降下来,在1500~2000mg/l为宜,效果不错,出水水质大大得到了改善。总之污泥浓度是否合适,我们应该注意观察本厂污水水质受季节变化规律,通过试凑法(试试改改),找出在不同季节不同水质条件下能维持最佳运行状况的MLSS值,并在该季节期间维持之,而并不是说一座污水处理厂一年四季的MLSS值都是稳定的,处理效果才是最好的。

3、污泥回流量的控制

回流污泥量的控制也是污水处理运行中的一个关键环节,但在回流量的控制上AmOn工艺特别难以掌控。因为该工艺跟其他工艺不同之处在于进水和回流污泥要同时通过循环水泵打入曝气区进行曝气,其它工艺一般进水直接进入曝气池,回流污泥单独由回流泵打回曝气池,该工艺进水和回流污泥在厌氧区混合,如果通过调节循环水泵阀门相应减少回流量,势必会造成进水在厌氧区停留时间过长,不能及时进入曝气区进行氧化分解反应,并且在厌氧区会造成厌氧处理负荷过高,有机酸积累,进水PH下降,影响进水在曝气区的生化处理效果。所以我认为该工艺不宜用控制回流污泥量来达到调节曝气池污泥浓度这种方法,另外如果循环水泵流量过小,会造成射流曝气器带入的空气过少(对曝气池溶解氧有影响),并且射流管水压力不足,会造成曝气池活性污泥在曝气区分布不均匀,影响处理效果。所以我认为该种工艺回流量不宜作工艺调整(按照工艺设计,回流比在59%左右,也能满足工艺要求)。

4、剩余污泥排放量的控制

剩余污泥排放量的控制是活性污泥控制系统很关键的一个环节,根据进水水质的变化,通过不断试验,得出了目前我厂在进水量、进水浓度相对稳定在一定范围的前提下,主要采取控制曝气池活性污泥浓度相对稳定在2500mg/l左右为宜,根据曝气池污泥浓度的变化,适时控制排泥量(进行脱水消化)。

5、对污泥负荷F/M的控制

所谓污泥负荷F/M即单位质量的污泥微生物在一定的时间内,所得的营养物质(基质)的量,形成活性污泥絮体的微生物对营养(基质)的要求往往有一定的合适范围,营养物质过多时,微生物生长繁殖速率加快,絮凝体的菌胶团细菌趋于游离生长,导致污泥絮体解絮,剩余污泥量也会增多,增加脱水机负荷,相反营养物质少时,微生物因营养不良、絮体废弱、结构松散,通过观察和试验,目前我厂在沉淀后的上清液中含有大量的微小悬浮絮体,出水透明度下降,经过几次试验,是因为进水量小,进水负荷下降后,活性污泥由于缺乏营养物资,自身氧化过度造成的。同时我们观察发现,此时生化池里的溶解氧会升高,如果没有足够量的污水,应该立即停止曝气,几小时后恢复曝气,此做法效果不错。另外由于该种工艺沉淀区设计容量小,造成水力停留时间短,也是造成SS比其他工艺的要高的一个重要原因。

目前由于进水量和进水浓度满足不了现有工艺要求,我们根据实际情况,采取了间隙曝气的循环工艺控制方式,即:停止曝气静沉4小时后,开始曝气,1小时后进水,再连续曝气3小时后停止曝气静沉4小时,一天如此循环3次,既保证了出水水质,又保证了活性污泥的存活和活性。

6、水温、PH值的影响及控制

作为活性污泥系统,水温在15~35度范围对微生物的新陈代谢最有利,但在冬季,水温一般低于15度,由于在南方地区冬季气温不会太低,目前大多污水处理厂没有加热装置,冬季在水温问题上没有特别的处理措施,在水温特别低的时候(一般5度左右),只能采取延长曝气时间来满足微生物正常的新陈代谢。

进水PH值一般在7.5左右,在正常范围6~9之间,目前不需要调整,如果呈酸性,可加石灰等解决。

7、对脱氮除磷的控制

通过对我厂活性污泥的培养发现,脱氮除磷效果特别好,因为污水在厌氧区水力停留时间在0.93小时左右,缺氧区水力停留时间在1.79小时左右,反硝化菌,聚磷菌或者摄磷菌完全有充足的时间完成反硝化反应及释放磷出来,再通过排放剩余污泥,完全能够满足脱氮除磷的功能,脱氮率在95%以上(进水氨氮在35mg/l左右,出水氨氮在1.5mg/l左右),除磷率在60%以上(进水TP在2.3左右,出水TP在0.9左右),不用再采取其它的措施就能够满足工艺运行要求。

8、曝气池观察

在运行过程中,我们也可以通过观察曝气池的翻腾气泡来指导生产工艺的控制。曝气池全面积应为均匀细气泡翻腾,此时污泥负荷适当,液面翻腾不均匀说明有死角,污泥负荷高、泡沫多、水质差;泡沫呈白色,且数量多,说明水中洗涤剂多;泡沫呈灰色或者茶色说明泥龄长或者污泥老化,应视情况作相应调整,由于我厂进水量少,我们经常发现曝气池上有膨胀性茶色大泡沫,开始以为是泥龄长造成的,加强了排泥脱水,但未见效果,于是考虑可能是进水负荷过低所造成的,增加了污水的流入,2小时后变成了均匀细泡沫,转入正常,通过这样的实践操作和观察得出了正确诊断和解决办法。另外我们发现进水负荷过低时,如果还在循环曝气,溶解氧会变得很高,根据经验,此时如果没有进水补充,应该立即停止循环和曝气,否则会造成污泥过氧化。

总之,活性污泥系统往往是根据某一设定的水质、水量参数及处理目标而设计而建造的,但在实际运行中,污水的水质、水量均在不断地变化,这需要我们用系统的弹性和特点,按照活性污泥中微生物的新陈代谢规律进行调节控制,经过不断地试验和观察,得出正确的诊断结论,并采用正确的方法解决之,使系统处于最佳运行状态,以发挥最大的效益,进一步提高出水水质。


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