城镇污水处理厂升级改造的有关问题

北极星环保网讯:近年来我国加快了污水治理设施的建设步伐,污水厂数量逐年增加。然而,很多早期建造的污水处理厂对氮、磷的去除效率较低,出水水质无法达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918)-2002)。在此形势下,通过必要的升级与改造,使已建污水处理厂达到脱氮除磷要求,已成为我国新一轮污水治理工作的重点。

针对城镇污水处理厂的提标改造工作,归纳探讨了几个常见问题,并提出相应的解决对策,以期为我国城镇污水处理厂的升级改造提供技术支撑和经验参考。

1污水中碳源不足

111低碳源水质特性

在城镇污水处理厂升级改造中遇到的主要水质问题是碳源不足,即污水的COD/TN值较低。表1~3分别以上海、深圳、郑州部分污水厂进水水质为例来说明城镇污水的低碳源问题。

由表1~3可见,我国部分城镇污水的有机污染物浓度较低。一般认为,在污水生物脱氮过程中,如果BOD5/TN>3,即可认为污水中有足够的碳源供反硝化菌进行反硝化,但上述城镇污水无法达到该要求,呈现明显的低碳源特性。因此,在城镇污水处理厂的升级改造工程设计时,必须充分注意系统内碳源的合理利用与分配问题。

112解决对策

11211寻找快速可替代有机碳源

在多数城镇污水中,溶解性BOD5仅占BOD总量的40%~60%,其余为颗粒性有机物。经初沉池处理,颗粒有机物一般可去除60%,如采取有效措施,这些沉积在初沉污泥中的颗粒性有机物(慢速生物降解碳源)可转化为快速生物降解碳源。寻找快速可替代有机碳源就是充分利用初沉污泥中的颗粒性有机物,通过微生物的厌氧水解发酵作用使之转化为快速生物降解有机物,增加系统中可生物降解碳源数量,提高生物脱氮除磷效果。

污水生物脱氮除磷系统中反硝化菌和聚磷菌所需要的碳源主要为快速生物降解有机物(VFA),去除1mg磷一般需要7~9mg的VFA,反硝化过程的需要量更多。然而,城镇污水中可利用的快速生物降解碳源仅占有机物含量的10%~15%,不能满足脱氮除磷所需。初沉污泥发酵技术可为生物脱氮除磷过程提供更多的VFA。美国的初沉污泥发酵研究表明,通过12天的发酵,可向进水提供400mg/L的VFA。日本有研究表明,可发酵有机物达到最大转化率的最佳固体停留时间为3d左右,约30%的初沉污泥有机物可转化成VFA。

目前,有两种可为生物脱氮除磷增加快速生物降解碳源的发酵设计流程,一种是深池型初沉池,另一种是另设发酵池,两者还可用于污泥浓缩。发酵池的污泥回流提供了更有效的固体转化,并使溶解性BOD5释放到初沉池出水中。具体流程见图1。

11212合理优化碳源分配

传统A2/O工艺是根据硝化菌、反硝化菌和聚磷菌生长适宜的微生物环境进行空间分区以实现脱氮除磷的目的。在低碳源条件下,由于可利用有机物有限,反硝化菌与聚磷菌对基质竞争使系统氮、磷(尤其是磷)去除效果变差。为实现反硝化和释磷过程合理分配碳源,出现了一些改良型的脱氮除磷工艺,如表4所示。

这些改良工艺都是在传统生物脱氮除磷理论基础上,为避免低碳源条件下反硝化菌与聚磷菌因竞争基质导致氮、磷去除效果降低而开发的,在一定程度上强化了低碳源污水的氮、磷去除效果,其空间顺序、回流方式等都有重要借鉴价值。此外,如进水水质允许,在不改变传统工艺流程的基础上也可进行碳源优化分配,一是取消初沉池,让原水经沉砂池后直接进入厌氧池;二是适当延长厌氧池停留时间,使原水中复杂的有机物厌氧发酵转化成小分子的溶解性有机物。

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