A²/O工藝城市污水處理模擬式實驗裝置

A²/O工藝城市污水處理模擬式實驗裝置

一、實驗?zāi)康?/span>

按照[污水綜合排放標準]（GB8978-1996）規(guī)定，氨氮高容許排放濃度二級標準是25mg/L，磷酸鹽（以P計）高容許排放濃度二級標準是1.0mg/L。厭氧—缺氧—好氧（A²O）工藝是污水除磷脫氮技術(shù)的主流工藝，同常規(guī)活性污泥相比，不僅僅能生物去除BOD，而且能去除氮和磷，這對于防止水體富營養(yǎng)化的加劇具有重要的作用。本設(shè)備是A²O工藝的教學(xué)演示和動態(tài)實驗設(shè)備。通過設(shè)備實驗希望達到以下目的：

1. 了解A²O工藝的組成，運行操作要點；
2. 確定去除濾高、能量省的運行參數(shù)，知道生產(chǎn)運行；
3. 針對一些工業(yè)污染源對該工藝運行的沖擊，提出準確的判斷，避免造成較大的事故；
4. 用設(shè)備培訓(xùn)學(xué)生、技術(shù)人員、操作人員，考核其獨立的工作能力，提高人員的技術(shù)素質(zhì)和企業(yè)管理水平；
5. 利用設(shè)備運輸方便的特點可以在擬建污水廠的現(xiàn)場，進行污水處理可行性的試驗。

二、設(shè)備的工作原理

設(shè)備的工藝流程如下圖所示：

在利用生物去除水中有機物的同時，進行生物除磷脫氮，包括厭氧、缺氧、好氧三個不同過程的交替循環(huán)。具體如下：

1. 厭氧池  如工藝流程圖所示，污水首*入?yún)捬鯀^(qū)，兼性厭氧的發(fā)酵細菌將水中的可生物降解有機物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸（VFAs）低分子發(fā)酵產(chǎn)物。除磷細菌可將菌體內(nèi)存貯的聚磷分解，所釋放的能量可供好氧的除磷細菌在厭氧環(huán)境狹隘維持生存，另一部分能量還可供除磷細菌主動吸收環(huán)境中的VFA類低分子有機物，并以聚ß丁酸（PHB）的形式在菌體內(nèi)貯存起來。
2. 缺氧池  污水自厭氧池進入缺氧區(qū)，反硝化細菌就利用好氧區(qū)中經(jīng)混合液回流而帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解有機物進行反硝化，達到同時去碳及脫氮的目的。
3. 好氧池  后污水進入曝氣的好氧區(qū)，除磷細胞除了可吸收、利用污水中殘剩的可生物降解有機物外，主要是分解體內(nèi)貯積的PHB，產(chǎn)生的能量可供本身生長繁殖。此外還可以主動吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)貯積起來。這時排放的出水中溶解磷濃度已相當?shù)?，著有利于自養(yǎng)的硝化細菌生長繁殖，并將氨氮經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。非除磷的好氧性異養(yǎng)菌雖然也存在，但它在厭氧區(qū)受到嚴重壓抑，在好氧區(qū)又得不到充足的營養(yǎng)，因此在與其它生理類群的微生物競爭中處于相對弱勢。排放的剩余污泥中，由于含有大量能超量貯積聚磷的貯磷細菌，污泥含磷量高可達到6%（干重）以上，因此大大提高了磷的去除效果。                                                                                            

三、設(shè)備組成和規(guī)格

設(shè)備由一系列構(gòu)筑物（圓柱形水池）、設(shè)備和連接管路等組成。除了原水箱以外，所有的構(gòu)筑物、設(shè)備和連接管路均安裝在一個鋼制臺架上。設(shè)備為24h連續(xù)運行的設(shè)備，應(yīng)該保證原水箱水量充足。流水通暢，供電正常。

實驗裝置主要由厭氧池、缺氧池、好氧池、二沉池、程序自動控制箱、液體流量計、空氣流量計、攪拌器兩個、污泥回流系統(tǒng)、混合液回流系統(tǒng)、充氧泵、陶瓷微孔曝氣器、水泵三臺、鋼架、連接管道、閥門等組成。

模型為24h連續(xù)運行設(shè)備，每日需取樣化驗污水和污泥，并測定和調(diào)整運行參數(shù)。

四、需要的測定設(shè)備及儀器

實驗所需的監(jiān)測項目如下表所示，需要準備相關(guān)的儀器和化學(xué)藥品。根據(jù)實驗?zāi)康牡脑鰷p測定項目，并且測定項目可分為每日一次、隔日一次、每周測定一次幾種類型。

監(jiān)測項目

五、啟動和運行

首先必須認真閱讀產(chǎn)品說明書，弄清楚組成裝置的所有構(gòu)筑物、設(shè)備和連接管路的作用，以及相互之間的關(guān)系，了解設(shè)備的工作原理。在次基礎(chǔ)上，方可開始設(shè)備的啟動和運行。

（1）啟動。經(jīng)清水試運行，確認設(shè)備動作正常，池體和管路無漏水時，方可開始微生物的馴化和培養(yǎng)。接種污泥可取自城市污水處理廠回流泵房的活性污泥，數(shù)量為厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池的有效容積。開始運轉(zhuǎn)時，全部設(shè)備均啟動，進水流量可從小開始，回流量也相應(yīng)減小，污泥全部回流，不排放剩余污泥，以培養(yǎng)異氧菌、貯磷菌、硝化菌、脫氮菌等，提高系統(tǒng)MLSS，固定進水流量及混合液回流比（如50%），開啟厭氧池和缺氧池攪拌，速度盡量小，以不產(chǎn)生污泥沉淀即可，開啟好氧池氣泵進行曝氣，曝氣強度應(yīng)使好氧池溶解氧DO達到2mg/L以上。

當系統(tǒng)MLSS達到3000~5000mg/L時，試驗參數(shù)穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好，可逐漸加大進水流量，相應(yīng)加大回流流量。視沉淀池內(nèi)污泥積累情況，定時開啟剩余污泥蠕動泵，其流量視二沉池中的污泥層厚度和泥齡而定，不能放空。同時，固定污泥回流比。

此時，檢測出水水質(zhì)。如果COD、SS、NH₃-N、TP等達標且系統(tǒng)狀態(tài)穩(wěn)定，就可以認為啟動階段結(jié)束。

（2）典型運行參數(shù)

（3）提高除磷與脫氮效果的措施

• 提高脫氮率的措施

• 降低系統(tǒng)容積負荷可提高去除率。
• 反硝化需要碳源，投加甲醇可提高去除效果。
• 硝化反應(yīng)需要堿度，因此，控制pH很重要。如原水堿度不足，應(yīng)投加堿度或考慮前置反硝化工藝（因反硝化產(chǎn)生堿度，可部分補充）。
• 因硝化菌的生長世代周期較長，所以提高泥齡能夠充分地進行硝化反映，提高脫氮率。
  • 提高除磷率的措施
    1. 生物處理工藝方面
       • 適當增長厭氧區(qū)水力停留時間。以使磷得到充分的釋放。
       • 適當增大缺氧池的池容，這樣會提高脫氮效果，以降低回流污泥中的硝酸鹽的含量。
       • 污泥回流至缺氧池，缺氧池至厭氧池增設(shè)二級混合液回流，這樣一來進入?yún)捬醭氐幕旌弦合跛猁}含量可降低（UCT工藝）
       • 設(shè)前置厭氧/缺氧調(diào)節(jié)池，見污泥回流至調(diào)節(jié)池，以去除其中的硝酸鹽，保證其后餓厭氧池佳狀態(tài)運行（改良A/A/O工藝）
       • 可將各區(qū)分段，利用有機物的梯度分布促進除磷脫氮（VIP工藝）
    2. 其它工藝方面
       • 后置濾池，以降低出水SS，從而去除懸浮性磷。
       • 投加化學(xué)藥劑，提高出磷效果。
       • 初沉污泥發(fā)酵或消化池污泥回流至厭氧區(qū)，以便將污泥中的顆粒性有機物轉(zhuǎn)化為VFA，但要注意避免甲烷的產(chǎn)生。