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【摘 要】我国的水资源危机，不仅表现在水资源量的日益短缺和匮乏，而且表现在污染型缺水，生态环境的恶化以及水资源开发费用日益昂贵。因此，保护水源，治理污染，合理开发利用水资源，节约用水等，是改变目前我国水资源危机的重要手段，也是发展循环经济，实现我国经济可持续发展的重要条件。本文就以横岗污水处理厂二期工程为例，对污水处理工艺调试过程进行分析，旨在为我国污水处理工艺调试及运行提供参考依据。
【关键词】横岗污水处理厂二期；工艺调试；活性污泥
1.项目概况
1.1设计处理规模
横岗污水处理厂二期工程设计规模为10万m3/天。合流制截流倍数取1.5，旱季污水总变化系数取1.3。
1.2设计水质及工艺流程
1.2.1主要设计进、出水水质
横岗污水处理厂二期工程处理后的水质执行一级A标准。
1.2.2工艺流程及说明
采用改良A2/O生化+矩形沉淀池+高效纤维滤池+紫外消毒工艺方案为污水处理方案。
污泥处理采用机械离心浓缩脱水一体机。
臭气处理采用加盖后活性氧离子除臭。大气污染物排放执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》 （GB18918-2002）一级标准。
投加PAC，辅助化学除磷。
污水厂尾水排入龙岗河。
1.2.3工艺流程图
2.活性污泥培养总结
横岗污水处理厂二期工程设计规模为10万m3/天，采用改良A2/O生化处理工艺。
2.1污泥培养前期准备工作
①设备单机调试，联动试车，含曝气头调试等，
②生化池进水至设计水位，
③化验分析进水水质情况，并分析其水质变化规律。
2.2活性污泥培养驯化期间进水水质
横岗污水处理厂二期工程自2011年1月1日启动活性污泥培养驯化工作，驯化前进水水质情况：
从进水水质化验分析数据，我们得出以下初步结论：
经过横岗污水处理厂一期的处理，COD较低，即进水的有机物含量较少。
河道的上游主要是工业废水，生活污水占比例较少，进水可生化性较差，给工艺上的生物降解带来一定难度。
进水中氮、磷含量极低，也说明横岗污水处理厂二期工程进水生活污水所占比例极小。①这种比例勉强维持生物处理对氮磷营养的需求。②在这种条件下，目前本厂出水氮、磷含量基本已符合新制定国家综合排放标准。
2.3采用的培菌方法
活性污泥的培菌分为两种，接种培菌和自培菌。
自培菌是在污水、废水的特定成分条件下来培养微生物，因此产生的活性污泥具有较好的针对性，对污水中的抑制物质的适应能力强于接种的活性污泥所形成的微生物群落的适应性。但自培菌先期启动时需要投加大量的启动能源，特别是易降解的碳氢化合物，如甲醇、蔗糖、化粪污水等。
接种培菌，就是将相近的污水处理厂回流污泥或脱水后的污泥运到启动的污水、废水处理现场，通过水泵或直接倾倒入生化处理池，再经过一系列培菌步骤完成对整个生化系统的启动。接种培菌耗时较短，有利于整个活性污泥处理系统尽快启动，对能量的消耗比较少。
所以，综合比较，选择耗时耗能较少的接种培菌方法，有利于我们尽快投入正常运营生产的工作中，污泥来源定为附近的横岗一期污水处理厂、坂雪岗污水处理厂脱水后的污泥。
2.4计算需投泥量
生化池尺寸：B*L=87.4*94.6m；
缺氧池、厌氧池水深为7.20m，好氧池水深为7.05m，计算中取平均水深为7.10m；
取污泥训化初始阶段污泥浓度为2.0g/L；
所以，需投干泥量为：87.4*94.6*7.1*1000*2.0=117406168g=117.406t；
所投泥从附近污水厂取，出泥的含水率80%，即含泥率为20%；
所以，需投含水率为80%的泥量为 =117.406/20%=587.03t，约为600吨。
2.5活性污泥培养驯化的实施
横岗污水处理厂二期工程自2011年1月1日启动实施污泥培养驯化工作，在西边生化反应池进行。
第一阶段2011年1月1日—1月2日，投加污泥，并进行污泥初期培养。两天总共投加于630吨含水率为80%的污泥于西边生化池，停止进水进行48h的闷曝过程，通过足量曝气达到激活活性污泥活性的目的。
通过化验分析1日的MLSS为1.405g/L，2日的MLSS为2.632g/L，达到初步预定结果。
第二阶段，1月3日—1月4日，观察污泥增长及适应情况。4日起开始进水并向二沉池进水，水量控制在3~4万m3/d，开始单边内回流及外回流，内回流比控制在50%左右，内回流MLSS为2.6 g/L，外回流比100%，外回流MLSS为9.496g/L。
5日开始通过外回流将部分污泥回流至东边的生化池，此时生化池MLSS为1.82g/L，MLVSS为0.648 g/L，MLVSS：MLSS=0.36可见污泥中有机物较低。
6日停止东边的外回流，主要先培养西边生化池污泥的活性。继续进行闷曝，风机风量开到60%。化验结果内回流MLSS为1.546g/L，MLVSS为0.584 g/L.
7日化验结果内回流MLSS为0.712g/L，MLVSS为0.284 g/L，活性污泥数量急速下降，出水水质较差。
通过分析找原因，我们得出造成此结果的主要原因是：
①进水中有机物浓度偏低，微生物营养匮乏，导致活性污泥增殖缓慢。
②二沉池的排泥沟渠设计过大，导致大部分污泥沉积在污泥沟。
③东边的外回流闸门没有关紧。
④部分活性污泥沉积在污泥回流池。
采取应对措施：
①观察水质情况，调整进水计划，减少泥水进入。将再生水厂箱涵中的生活污水引入处理，增加进水的有机物含量。
②加大外回流至西边生化池，防止污泥在二沉池过多地沉积在池底。
③检查闸门的开闭情况，保证东边的外回流闸门在全关闭状态。
④通过变频控制加大回流泵的流量。
第三阶段：1月8日—1月10日，进入正常的培菌阶段。
采取上述措施后，进水水质情况明显得到改善，有机物含量增加利于微生物的增长；加大外回流减少污泥的沉积，9日起生化池的污泥浓度趋于正常，因此调整曝气量，控制风机开度在60~70Hz之间，以免曝气过大导致活性污泥被氧化而解体。
通过调整使污泥量有所增长，8日起在保证西边生化池污泥浓度不低于2.5g/L下，逐步开始向东边生化池回流。
特别强调的是：1月14日自动化系统投入使用。在此之前，工艺调度与操作，包括阀门的启毕与调节，全部由人工操作，不仅劳动强度大，由于条件限制，初期进水不连续，会根据实际情况调整。程序控制和自控系统投入使用后，基本按照实际全额流量进水培养，类似于满载（连续操作式全流量）活性污泥培养。与正常运行之间的主要差异是培养期间不排泥。这种方法，初期出水水质很差、不稳定，但是随着污泥活性的增强和污泥量的增加，出水水质不断得到改善。
2.6活性污泥培养驯化的成熟过程
我们综合生物镜检，活性污泥增殖和水处理效果，以及工艺运转状况简单总结整个活性污泥培养驯化过程。
活性污泥培养阶段一至二（1月1日—5日），活性污泥增殖非常缓慢。针对进水有机物含量低的进水水质特点，1月6日起，引进再生水厂箱涵的生活污水以提高进水BOD浓度，经监测与观察，污泥活性和污泥浓度都有明显的改善。
针对阶段二出现的污泥急速下降的情况，我们找原因，调整工艺战略，先进行一条生产线的培菌，并加大内外回流。通过调整后，运营日趋稳定，污泥数量增加明显。
1. 自1月8日开始，出水水质改善。滤池也投入使用，1月8日—10日，滤池出水混合水样CODcr为8.84—21.1mg/L，SS为4—11mg/L（10日投加滤料）；出水水质清澈透明，感观极好。
2. 污泥量明显增加。1月8日—10日，首先西边生化池池污泥30分钟沉降比（SV）由原来4%增加至10—12%。1月9日以后，东边生化池与西边基本趋于相当数值。1月8日—10日各池MLSS分别达到1500—2000mg/L左右。
3、污泥质量得到改善。伴随污泥外观由黑色逐渐转变为土色，生物镜检结果：菌胶团密实，豆形虫、滴虫等游离生物逐渐减少，钟虫数量由少迅速增多，累枝虫突然大量出现。两生物池变化规律基本相同，但步伐并不一致。西边生化池（有投加厌氧污泥）首先转好，2—3天后，东边生化池紧随其后。
从以上三方面分析，我们认为本系统活性污泥基本培养驯化成熟，工艺基本达到稳定运行的条件。
3.试运行
3.1试运行情况
横岗污水处理厂从2011年1月11日开始正式试运行。至今已安全稳定运行1个多月。在试运行期间，横岗污水处理厂严格按照《城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程》（CJJ60-94）进行试运行。实现了安全稳定生产，各项出水水质指标均达到了连续稳定排放要求。各建（构）筑物结构完整坚固、满足设计功能要求。设备技术性能完好，运行工况稳定，且与运行条件相适应，达到设计要求及国家现行有关规范、标准要求。
3.1.1水量和水质
3.1.1.1水量
横岗污水处理厂，2011年1月11日~2月25日试运行初期水量少，不足3万m3/d，试运行期间日均处理水量4万m3。
3.1.1.2水质
1、进水水质
注：表中数值为当周平均值。
表3-1为试运行期间进厂水质实测数据，从中可得：试运行期间进厂水质浓度低，远低于设计值。
2、出水水质
注：表中数值为当周平均值。
表3-2为试运行期间出厂水质实测数据，从中可以得知：出水水质较稳定，第四周后各项指标均达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。
3.1.2污染物处理程度
表3-3为横岗污水处理厂试运行期间污染物处理程度统计表，结合表3-1、表3-2及表3-3中可以看出：有机物去除彻底，远低于设计要求排放浓度；SS去除较稳定；氨氮处理程度较高，出水浓度也远低于设计排放标准；虽然总氮以及总磷的去除率不高，但第四周后出水浓度均达到排放标准。
从处理程度上看，横岗污水处理厂二期采用的改良A2/O工艺运行稳定，试运行期间各处理构筑物功能发挥较充分，活性污泥在污水处理中发挥着重要的作用，在达到有效去除碳源污染物同时，脱氮除磷效果显著。
3.2运行中发现的问题及分析
3.2.1运行中的问题
（1）水量不足，进水有机物浓度偏低
试运行初期，进水量不足30000m3/d，不能保证试运行要求水量，而且进水水质远远偏低，活性污泥培养难度较大。
（2）碳磷比、碳氮比偏低
从表3-1可知，BOD5/N约为1.95，远小于设计值5.82，BOD5/P约为23.98，小于设计值30，也小于理论极限值4和33，因此给除磷脱氮，特别是除氮造成较大困难；
（3）好氧池曝气过强
由于进水水质偏低，按原设计启动鼓风机曝气，则生化池中曝气过强，造成活性污泥处理能力不强，微生物瘦弱，不易沉淀；
针对以上情况，我们采取以下措施，以尽量满足污水厂生产所需条件。
3.2.2运行情况分析
（1）进水流量调小后，相应把生化池的停留时间加长。污泥在氧化沟中有充分的生长时间，有利于污泥浓度的增长和处理效果的提高，特别对于聚磷菌，在厌氧池中利用充足的有机物进行充分的释磷，而在好氧池中则有更多的时间去吸磷，从而大大提高了除磷效果；
（2）生化池中好氧池曝气量减少后不但没有影响处理效果，反而由于内源呼吸的减少，污泥浓度迅速增加，同时也大大提高了BOD5、CODcr的去除率；另外也同是由于内源呼吸的减少或根除，微生物表面多聚糖得到增加，污泥絮凝性变好，在二沉池中容易沉淀，从而出水SS下降，出水水质变好；
（3）减少沉砂池运行时间，提高了进水有机物总量，有利于微生物的生长和污泥浓度的迅速增加，为污水厂的运行奠定基础；
（4）增大剩余污泥排放量，减少污泥龄，提高污泥活性，提高磷的去除率。实践证明，在低负荷下，适当减小污泥龄，完全可以使硝化细菌和聚磷菌的增殖周期接近一致，从而可以同时有较好的除磷脱氮效果；
4.总结
（1）为了提高BOD5值，可减少沉砂池运行时间，尽量减少污水在沉砂池中的停留时间，减少厌氧呼吸造成的营养损失；
（2）实践证明，有机物负荷低对除磷效果的影响，可以用延长厌氧时间和好氧时间的方法来弥补；
（3）在低负荷下，可以用调整污泥龄的方法来达到对氮磷同时去除的效果，建议采用12—15d（根据进水水质调整）；
（4）实践证明，在影响除磷的各因素中，最主要的是污泥龄和生化池好氧段的溶解氧。
（5）在低负荷下，应以脱氮除磷为主（根据进水水质调整）；
（6）在影响脱氮除磷各因素中，DO和污泥龄是关键因素；
（7）在好氧区DO建议控制在2—4mg/L。
参考文献：
[1]王晓莲，彭永臻.A2/O生物脱氮除磷技术与应用.北京：科学出版社，2009
论文作者:李美姗,郭华周,曹晓通,李明军
论文发表刊物:《低碳地产》2015年第9期
论文发表时间:2016/8/16
标签：污泥论文; 水质论文; 活性论文; 污水处理论文; 生化论文; 浓度论文; 有机物论文; 《低碳地产》2015年第9期论文;