Orbal氧化溝污泥濃度控制

/Orbａｌ氧化溝污泥濃度控制（承德市城市污水處理有限責(zé)任公司067000）摘要：結(jié)合承德太平莊污水處理廠的工程實(shí)際,研究了ｏrｂal氧化溝運(yùn)行中污泥濃度如何控制?；钚晕勰喾ㄌ幚砦鬯且粋€(gè)復(fù)雜的過程，污泥濃度的控制要綜合考慮有機(jī)物有穩(wěn)定的去除率、脫氮除磷效果、低溫運(yùn)行時(shí)污泥活性、能耗以及整個(gè)系統(tǒng)的抗沖擊負(fù)荷能力等各因素。最終確定太平莊污水處理廠污泥濃度,夏季保持在４000mg/L左右，冬季4500mg／Ｌ左右。關(guān)鍵詞：orbaｌ氧化溝；污泥濃度；NH4—H;ＴP;溫度Orbaｌ氧化溝工藝是活性污泥法的一種,得到了廣泛的應(yīng)用［1-7］.活性污泥法處理污水的本質(zhì)是微生物的新陳代謝，ＭLSS(活性污泥濃度，下同）是計(jì)量曝氣池中微生物個(gè)數(shù)的指標(biāo)，控制其濃度在運(yùn)行中至關(guān)重要.1工程概況及設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)1.１工程概況承德市太平莊污水處理廠采用orbal氧化溝工藝，處理能力8萬噸/天，８0％為生活污水.設(shè)計(jì)出水水質(zhì)為《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（ＧB１8918-2０02)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，出水經(jīng)加氯消毒后部分回用，部分排入灤河.２０08年至今一直在省市環(huán)保部門的實(shí)時(shí)監(jiān)控下達(dá)標(biāo)穩(wěn)定運(yùn)行.1.2設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)太平莊污水處理廠設(shè)計(jì)進(jìn)出水水質(zhì)如下表所示：表：太平莊污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)項(xiàng)目(mｇ/L)ＢOD５ＣODｃｒSSNH4—ＮＴＰ進(jìn)水150３6０180452.５出水≤30≤8０≤３0≤15≤１２工藝流程及主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)2.1工藝流程圖１承德市太平莊污水處理廠的工藝流程圖2三溝道ｏrbaｌ氧化溝表曝機(jī)布置Fig.１FlｏｗｃhａrtofwastewaｔｅｒｔｒｅaｔmentｐrｏcｅssFｉg2。thetｈree—chａnｎelorbaloxｉdationdｉtcｈｓurfｃceaeｒaｔorlayouｔ２。２主要構(gòu)筑物設(shè)計(jì)參數(shù)2.2。1厭氧池：２座,主要設(shè)備：潛水?dāng)嚢杵?臺(tái)，每池4臺(tái).２.2．2氧化溝:4座，單池池容3４４5０立方米,海神愛爾氧表面曝氣機(jī)32臺(tái)，如圖2所示布置。設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間9hｒ、污泥濃度4５0０mg/L、污泥負(fù)荷0.0７8ｋgBOD/ｋｇMLSS、污泥齡１5d。２。2．３沉淀池：4座,中心進(jìn)水周邊出水幅流式,單池直徑４０ｍ，雙周邊驅(qū)動(dòng)式全橋刮吸泥機(jī),每池一套，虹吸排泥。3MLSＳ的控制3.1MLSS和DＯ（溶解氧)關(guān)系在曝氣池中,活性污泥對(duì)有機(jī)物的氧化分解和其本身在內(nèi)源代謝期的自氧化都是耗氧過程，這兩部分需要的氧量由公式(1）求定[8]：?（1）式中::混合液需氧量；活性污泥微生物每代謝1kｇBＯD所需要的氧量，以kg計(jì);:污水流量,ｍ3/d;：經(jīng)活性污泥代謝活動(dòng)被降解的有機(jī)污染物量；:活性污泥微生物通過內(nèi)源代謝的自身氧化過程的需氧率，即每千克活性污泥每天自身氧化所需要的氧量,以ｋg計(jì)；:曝氣池的容積，m3;:單位曝氣池容積內(nèi)揮發(fā)性懸浮固體（ＭＬVSS）量，kｇ／ｍ3.由式（1），活性污泥需氧量與MLSＳ(MLVSS和MLSＳ存在固定比率）息息相關(guān)，MLSS增大，維持微生物生長(zhǎng)所需要的溶解氧將增多,增加能耗.另曝氣設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)存在最大負(fù)荷，當(dāng)MLSＳ增大到一定程度后，超過曝氣負(fù)荷，造成運(yùn)行工藝故障。氧化溝中的泥水混合物由內(nèi)而外依次經(jīng)過外溝、中溝和內(nèi)溝,在內(nèi)溝曝氣設(shè)備開啟數(shù)量一定的前提下，外溝、中溝的溶解氧水平對(duì)內(nèi)溝有很大影響，內(nèi)溝溶解氧水平可以作為整個(gè)orbal系統(tǒng)的反映。圖3為污泥濃度和內(nèi)溝溶解氧的關(guān)系。圖3污泥濃度和內(nèi)溝DO的關(guān)系圖4污泥濃度和出水氨氮的關(guān)系Fig．３Theｒｅlａt(yī)iｏngsｈipｂeｔｗeentheFiｇ．４TheｒeｌationｇshipbetｗeｅｎtheＭLSSandthｅinnｅrDOＭLＳＳandｔheefflueｎtNH4-N由圖3,正常開啟曝氣設(shè)備，內(nèi)溝溶解氧隨著污泥濃度的上升而下降,MＬＳＳ〈3000mg／L時(shí)能達(dá)到７mg/Ｌ左右；ＭLSS＞５０00mg/Ｌ時(shí)，即使增開曝氣設(shè)備，溶解氧很難達(dá)到1mg/L以上，宏觀環(huán)境下不再具備形成厭氧、缺氧、好氧同步脫氮除磷條件.另污泥濃度高會(huì)造成耗能大、污泥負(fù)荷低、污泥老化、出水中出現(xiàn)污泥絮體等問題。3。２MLSS和出水NH4－H、TP關(guān)系圖4、圖5反映了MLＳＳ和出水ＮH4-H、TP的關(guān)系。由圖４,當(dāng)MLＳS=3５00-5000ｍg/L時(shí),氨氮的去除率較穩(wěn)定,當(dāng)ＭLSＳ>500０ｍg/L時(shí)開始出現(xiàn)波動(dòng)并隨污泥濃度的提高而上升。Ｏrbａｌ氧化溝外溝道占總池容的５0％-55%，絕大部分為厭氧區(qū)，氧傳遞作用是在虧氧條件下進(jìn)行的，氧的傳遞效率較高，完成80％以上的硝化和反硝化[３]。外溝脫氮除磷是在沒有明顯厭氧、缺氧段內(nèi)發(fā)生的,這是因?yàn)榫z團(tuán)內(nèi)部的溶解氧濃度梯度即微環(huán)境［9—１2]在起作用。如果保持高污泥濃度，會(huì)造成供養(yǎng)不足(與圖3吻合）,菌膠團(tuán)內(nèi)部形不成溶解氧梯度,造成脫氮除磷效果差,內(nèi)溝作為最終出水的保障環(huán)節(jié),應(yīng)保持ＤO>2mg／L,硝化、聚磷較徹底,并能避免沉淀池反硝化和厭氧腐化的發(fā)生。另長(zhǎng)期缺氧會(huì)造成絲狀菌的肆意生長(zhǎng)，發(fā)生污泥膨脹，影響出水效果。圖５反映了總磷和內(nèi)溝溶解氧的關(guān)系，隨著內(nèi)溝溶解氧的增加出水總磷在上升，磷的去除在耗氧階段聚磷,在厭氧段釋磷，厭氧池的絕對(duì)厭氧保障聚磷菌充分放磷,氧化溝內(nèi)溝溶解氧大,回流污泥中溶解氧破壞了厭氧池的厭氧條件，降低了磷的處理效果。為了保持較好的除磷效果,應(yīng)控制內(nèi)溝的溶解氧水平，由圖５，DO控制在2—４mg/L為宜,結(jié)合圖1應(yīng)保持MLＳＳ在４000－5０00mg/L.圖5內(nèi)溝溶解氧和出水總磷的關(guān)系圖6氧化溝2012年1—11月各天的平均水溫Fiｇ5。Ｔhereｌationｇｓhipbetwｅe(cuò)ｎtheｉｎｎerdｉtchＦiｇ6．tｈｅe(cuò)veryｄayaｖｅrａgetemperaｔｕrｅoｆorbａlDOａndｔheefｆｌｕenｔTPoｘidationditcｈin2012jaｎuaｒytｏnovｅmbeｒ3.3ＭLＳS控制和溝內(nèi)水溫關(guān)系圖6為太平莊污水處理廠2０1２年1月—11月溝內(nèi)各天的平均水溫。由圖6,溝內(nèi)溫差一年有16℃左右。因水溫每降低10℃，活性污泥的活性將降低一倍，當(dāng)水溫低于１0℃時(shí),處理效果明顯不佳[１MLSＳ低時(shí)較少的曝氣設(shè)備就能保證溝中溶解氧需求,節(jié)能效果好，但當(dāng)MLSS〈3000mg/L時(shí),COD去除率出現(xiàn)波動(dòng)，抗沖擊負(fù)荷能力下降，曝氣設(shè)備的開啟數(shù)量難以控制，經(jīng)常出現(xiàn)過曝氣現(xiàn)象,出水中經(jīng)常夾雜細(xì)小的污泥絮體，出水效果不理想.當(dāng)ＭLＳＳ〉5000mg／L時(shí),維持DO值需要較大的空氣量,增加能耗,另受二沉池泥水分離能力限制,沉淀池泥水分離效果不理想，污泥老化、污泥負(fù)荷低等原因造成出水中出現(xiàn)污泥絮體，脫氮效果變差.在實(shí)際運(yùn)行中控制污泥濃度時(shí)要通盤考慮有機(jī)物穩(wěn)定的去除率，脫氮除磷效果等因素。結(jié)合圖3、圖4、圖５、圖6，太平莊污水處理廠控制ＭLSS值，夏季４0０0mg/Ｌ左右,冬季4500mg／L左右。4結(jié)論：MLSＳ的控制要兼顧脫氮、除磷、有機(jī)物去除、出水懸浮物、水溫等多種因素綜合考慮。太平莊污水處理廠進(jìn)水中BOＤ5／ＣODCr比值為０。４-0。65，MLＳS控制在4０00－4５00mg/L左右，自運(yùn)行以來COD去除率能達(dá)90％以上，出水COＤ〈6０mｇ／L，在40mｇ／L以下的出現(xiàn)頻率在8０%以上,ＮH4—N和ＴP的去除率都在90％以上。參考文獻(xiàn):[1］趙玉英.大同市西郊污水處理廠奧貝爾氧化溝工藝［J].山西建筑,２003，２９(18）：117—11８．［2］吳敬東。Orba1氧化溝工藝在中小型污水處理廠的應(yīng)用［J］．中國資源綜合利用,２01０，28（12）：45-4７．［3]黃崟，肖蘭.氧化溝的脫氮除磷工藝應(yīng)用評(píng)述［J]．水資源保護(hù)，200４，（1）：6-8.［4]路江濤，周少奇，曾煥斌，林巖,多魯昆江,覃麗.oｒbal氧化溝處理城市污水的效果分析[J］.中國給水排水,２007，2３（14）:90—93。[5]王淑賢。奧貝爾氧化溝工藝處理小城鎮(zhèn)污水[J]．中國資源綜合利用，2008，26,（5）：４1-43．[6］劉斌，楊云龍.奧貝爾氧化溝在縣城污水廠的應(yīng)用[Ｊ］．山西建筑，2０1２，38（l１）:126—１2７.［7］趙云.污水處理廠SV３0值持續(xù)較高的原因與控制措施[J]．中國給水排水，，２０10，２6（６）：９8-100.[8］張自杰。排水工程(下冊(cè))。北京：中國建筑工業(yè)出版社，1996．［９］G.T.Daｉgger，H.Ｘ.Littleton(門曉欣)．Orbal氧化溝同時(shí)硝化/反硝化及生物除磷的機(jī)理研究.中國給水排水,1999，Vol。１５（3):１－7。[１0]SmiｔhＧ．Ｉnｃreasingｏxygendelｉvｅｒyｉnanoxictaｎkstoｉmproveｄenitｒｉｆiｃatioｎ。In：ProｃeｅdingsoftｈeWatｅｒEnviroｎmentFedｅrａt(yī)ioｎ6９thＡｎｎualCoｎｆｅｒencｅ＆Eｘｐoｓｉtion,１996.[11]AlｂeｒtsｏnOE。uｇhenourJ.ｅｒatedａｎoxiｃoxidatiｏndenitrｉfationｐｒcess.ournalofＥnvironmｅｎtaｌEnginｅｅring,9９５,21:20—７2６.[12]AlbeｒｔsonOＥ，tenselHＤ。ｅrａt(yī)edａ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