时间：2013年05月24日 分类：推荐论文 次数：
摘要：本文结合辽阳市弓长岭区污水处理厂二期工程实际，对延时曝气氧化沟工艺处理城市生活污水进行了详细介绍，并对延时曝气氧化沟工艺生物脱氮及污泥稳定效果进行了归纳及总结。
关键词：氧化沟,脱氮,延时曝气,污泥稳定
1、 前言
2011年辽阳市弓长岭区被省旅游局命名为首家“省级温泉旅游度假区”，度假区畔依汤河，以区域独特的温泉资源为基础，形成了独特的北国温泉滑雪为一体的开放式度假区。随着入住餐饮服务企业和旅游人口的逐渐增多，导致排污量急剧上升，大量未经处理的氮、磷元素及BOD排入水体，造成了汤河部分河段出现水体富营养化现象。此外弓长岭区为矿产大区，矿企在选矿过程中需要大量的选矿用水，长期开采地下水导致地下水位下降的同时也增加了矿企的成本。
因此，区政府决定扩建城市污水处理厂，一方面处理了城市污水，改善了人民生活环境，实现了环境的可持续发展;另一方面处理后的中水回用至选矿企业用于选矿，降低了企业成本，达到了环境治理和企业效益的共赢。
2、 工程概况
辽阳市弓长岭区污水处理厂位于汤河流域尤吉村，总规划规模为6万吨/天，分两期建设，一期工程规模3万吨/天，已于2007年建成使用。污水处理厂服务范围为弓长岭区，主要收集区域内生活污水及少量的工业废水。污水处理后中水大部分回用弓长岭选矿厂用于选矿，剩余水量就近排入汤河。中水水质标准执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准。本工程为其二期工程，设计处理规模为3万吨/天，其工艺流程图见图1。
3、 进出水水质
根据对辽阳市弓长岭区污水处理厂一期工程的进水水质的长期实际监测，污水处理厂的进水水质见表1。
根据2005年国家环保局对《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)进行了进一步的修正，标准中明确，为防止水域发生富营养化，城镇生活污水处理厂出水排入国家和省确定的重点流域及湖泊应执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB18918-2002中一级标准的A标准，尤其对氮、磷的排放量提出了更加严格的要求。同时辽宁省政府提出的要求，自2009年7月1日起，省内所有市级污水处理厂均执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》GB 18918-2002中一级标准的A标准。如果届时不能按期达标排放，将对污水处理厂进行处罚。综上，本工程的设计出水水质见。
4、 水质分析及工艺确定
通过进水水质表1可以看出，本工程进水水质中TN含量偏高，TP含量偏低(1mg/l)，污水处理工艺的确定主要针对于TN和BOD5的去除，采用的处理工艺为缺氧/好氧(AN/O)生物脱氮工艺。
在生物脱氮污水处理工艺中，BOD5与TKN的比值是影响脱氮效果的重要影响因素之一。在氧化沟的缺氧段，异氧反硝化细菌在呼吸时需要消耗混合液体中的BOD5作为电子供体，以硝态氮作为电子受体进行反硝化反应。多年工程实践总结，当BOD5/TKN≥4时，可以达到理想的脱氮效果(氨氮去除率可以达到85%以上);当BOD5/TKN<4时，脱氮效果不理想，需要额外投加碳源。通过表1可以看出弓长岭区污水处理厂进水中TN值为38mg/l， BOD5/TN值为3.95，由此可以推算BOD5/TKN值大于4(TN=TKN+NH4+-N)，因此在本工程中在不投加外部碳源的情况下，可以达到良好的脱氮效果，与污水厂的实际运行情况基本一致。
本工程污水进水的TP的浓度为1mg/l，浓度值非常低，已经达到一般污水处理厂一级B出水水质的TP浓度要求。大量的工程实践证明，利用厌氧/好氧(AP/O)生物处理方法，把污水中的TP含量降低到1mg/l以下是非常困难的，因此在生物处理阶段不再设置厌氧段进行除磷，只利用微生物的同化作用去除少部分的磷，去除的TP的浓度约为去除BOD5浓度的1/100左右。
本工程生化池按延时曝气工况设计运行，根据国内外相关规范及实践经验，二级出水的污染物指标接近于《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级B的标准，出水中SS浓度约为20mg/l，距离一级A标准SS浓度10mg/l仍多出10mg/l，因此本工程在二沉池后设置了滤布滤池。根据实验数据及多例工程实践，滤布滤池在进水SS不大于20mg/l的情况下，出水SS可小于5mg/l，对二沉池后出水SS的去除率约为75%以上，本工程设计滤布滤池最后出水的SS浓度为5mg/l。
根据国内外相关规范及工程实践，二沉池出水中悬浮物的多少直接影响出水中各污染物的含量，据测定，出水中每增加1mg/l的SS，各种污染物质的含量将增加见表3：
本工程中SS浓度在滤布滤池阶段下降了15mg/l，同时TP的浓度将会下降0.30~0.60mg/l。实际运行数据表明，在没有投加除磷药剂铝盐和铁盐的情况下，通过生物处理阶段微生物的同化作用和深度处理阶段对SS浓度的严格控制，辽阳市弓长岭区污水处理厂二期工程出水TP浓度长期在0.5mg/l浓度一下，且运行稳定，达到了预期的设计效果。此外本工程在污水处理厂内预留了加药间(投加铝盐)用地，未来TP进水浓度超标时，可在氧化沟后二沉池前进行投加铝盐，以达到对出水TP浓度的严格控制。
5、 工艺设计主要参数
本工程生化池采用的是氧化沟工艺，氧化沟工艺平面布置图如下：
氧化沟共分三个区域：缺氧区、可控制缺氧区、好氧区。可控制缺氧区可以分两种方式运行，冬季脱氮效果不好时可以关掉曝气器，扩大缺氧区的体积，强化脱氮;夏季脱氮效果好时，可以打开曝气器，按好氧区运行，提高BOD5的去除。污水进入生化池内，在潜水推流器的作用下流动，先后经过缺氧区、可控制缺氧区和好氧区循环流动。该池型的特点是混合液体在氧化沟内循环流动，不用设施内回流设施，就可以达到很高的内回流比例，提高了NH4+-N的去除率，降低了污水处理的能耗。
此外该类型反应器还有如下特点：1、在整个停留时间内混合液体在反应器内完成上百个循环，可以认为在整个反应器内混合液体的水质是一致的，反应器内是完全混合的流态。同时也具有推流式的特征，反应器进水端污染物浓度相对高，具有一定的反应动力，有机污染物浓度和耗氧速率沿池长方向逐渐降低。2、由于其独特的水力条件，有利于混合液内活性污泥的絮凝，有利于对有机污染物质的降解。3、可以按多种方式运行，可以强化脱氮效果。按照延时曝气方式运行，达到污泥稳定的效果，污泥产率低。
本工程采用的潜水推流搅拌器为低转数大直径的潜水推流型搅拌器，主要特点是1功率低，比较节能，主要起推流作用;2转速慢，不会对污泥絮凝体造成影响。本工程曝气器采用的是高密度聚乙烯管式曝气器，该曝气器材料自身的孔隙率达到40~60%，能够精确的控制气泡的大小和均匀程度，氧转移效率高，特制的防回流构造，不易堵塞。
由于进水TP的浓度为1mg/l，浓度相对很低，因此在二级处理阶段不设置厌氧区对磷进行强化去除，因此可以采用较长的污泥龄设计来强化对BOD5和氨氮的去除效果。特别是在北方，冬季气温很低，对反硝化反应影响较大，较长的污泥龄可以保证对氨氮的有效去除，同时可以达到污泥稳定的效果，减少污泥产生量，降低污泥处理费用。根据工艺计算的结果可以看出，该工艺污泥产率系数较低，与污水处理厂的实际运行情况基本吻合，比不采用延时曝气工艺的污水处理厂污泥产量可减少将近20~30%左右。
氧化沟主要设计参数(按延时曝气工况设计)：
生化池总容积V： 23350m3
缺氧区体积VD： 占总体积的23% (最高可占总体积的40%)
BOD5污泥负荷： 0.044kgBOD5/(kgMLSS.d)
混合液体浓度MLSS: 4000mg/l
污泥产率系数Y： 0.36 kgVSS/kgBOD5
污泥龄SRT: 23d
水力停留时间HRT： 16.24h
污泥回流比R： 99.6%
气水比： 6.53:1
生化池内推流器： 8台
每台功率： 7.5kw
每立米水功耗： 约2.6kw/m3
二沉池设计参数：
本工程设计辐流式二沉池2座
表面负荷q： 0.9m3/(m2.h)
二沉池直径D： 35m
池边有效水深： 4.0m
滤布滤池设计参数：
进水SS浓度： ≤20mg/l
平均出水SS浓度： ≤5mg/l
滤速V： ≤12m3/h.m2
有效过滤面积A： 302.4m2
瞬时反冲洗面积a： 0.25 m2 占有效过滤面积1%
反冲洗洗水量q: 1~3%(进水流量Q)
反冲洗周期T: 1h 视水质水量情况定
6、 总结
辽阳市弓长岭区污水处理厂二期工程自2012年4月开始设计建设以来，至2012年9月建成投产，建设工期仅为5个月。运行至今近6个月时间，污水处理厂各个工艺环节运行正常，工艺设备运转正常，污水处理厂处理出水水质稳定达标，BOD5的总去除率达到了95%以上，氨氮的总去除率达到了85%以上，达到了预期的设计效果。
参考文献：
[1]周雹.《活性污泥工艺简明原理及设计计算》.中国建筑工业出版社，2005年10月
[2]王晓莲，彭永臻.《A2O法污水生物脱氮除磷处理技术与应用》.科学出版社，2009年1月
[3]郑兴灿，李亚新.《污水除磷脱氮技术》.中国建筑工业出版社，1998年
[4]李亚新.《活性污泥法理论与技术》.中国建筑工业出版社，2006年