跌水復(fù)氧在城鎮(zhèn)污水處理廠運(yùn)行管理的研究及應(yīng)用

趙二燕

（安徽國禎環(huán)保節(jié)能科技股份有限公司，合肥 230088）

現(xiàn)階段，我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，而水污染問題日益突出，部分敏感區(qū)域地方污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)將會(huì)更加嚴(yán)格[1]。本文所涉及的城鎮(zhèn)污水處理廠所在區(qū)域?yàn)榄h(huán)巢湖流域，為了加強(qiáng)該區(qū)域的水環(huán)境治理，2016年，安徽省頒布了地方污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（DB34/2710-2016），要求巢湖流域內(nèi)新建、擴(kuò)建、改建的污水處理廠在2017年1月1日起出水要達(dá)到地表水類Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)出水TN提出更高的要求（TN≤10 mg/L）。

城鎮(zhèn)污水處理廠的脫氮包括硝化和反硝化兩個(gè)反應(yīng)過程，由于污水處理廠進(jìn)水碳氮比失衡和出水總氮排放標(biāo)準(zhǔn)不斷提高，因此需要通過工藝優(yōu)化和外加碳源促進(jìn)生物反硝化，提高反硝化速率和效率，降低出水總氮數(shù)值，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。胡香等人研究發(fā)現(xiàn)，后置反硝化深床濾池脫氮跌水產(chǎn)生的溶解氧會(huì)消耗26.2%外加碳源而沒有用于反硝化脫氮[2]。本文通過對(duì)跌水充氧的小試試驗(yàn)研究再次證明跌水復(fù)氧會(huì)影響反硝化脫氮，消耗碳源。同時(shí)，選取4個(gè)典型工藝污水處理廠對(duì)全工段復(fù)氧點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測分析，針對(duì)問題提出優(yōu)化對(duì)策并實(shí)施，減少跌水復(fù)氧量，為其他污水處理廠的運(yùn)營管理提供經(jīng)驗(yàn)參考。

1 跌水充氧對(duì)反硝化效果影響小試試驗(yàn)

1.1 試驗(yàn)?zāi)康?/h3>

模擬跌水曝氣充氧量，考察原水曝氣充氧對(duì)反硝化效果的影響。

1.2 試驗(yàn)內(nèi)容

不加碳源情況下，對(duì)比原水曝氣和不曝氣時(shí)反硝化效果；投加碳源，且將NO3-N配至8 mg/L時(shí)，對(duì)比原水曝氣和不曝氣時(shí)反硝化效果。

1.3 小試試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

不加碳源和加碳源時(shí)原水曝氣對(duì)反硝化影響分別如表1和表2所示。

表1 不加碳源時(shí)原水曝氣對(duì)反硝化影響

表2 加碳源時(shí)原水曝氣對(duì)反硝化影響

通過小試結(jié)果對(duì)比，筆者發(fā)現(xiàn)，原水充氧后會(huì)降低反硝化速率，將充氧后原水加入混合液中，DO快速下降，可以判斷DO消耗了部分易降解CODCr，而這一部分CODCr也是易被反硝化菌利用的，由此可以推斷，跌水曝氣充氧通過消耗部分原水中的CODCr，降低了原水中的碳源，從而影響反硝化效果。反硝化60 min后，充氧5～6 mg/L的原水NO3-N濃度要比未充氧原水高很多。

2 城鎮(zhèn)污水處理廠存在跌水復(fù)氧的工段分析

筆者調(diào)研了4種不同工藝城鎮(zhèn)污水處理廠，對(duì)廠內(nèi)存在跌水復(fù)氧工段進(jìn)行詳細(xì)分析。

2.1 城鎮(zhèn)污水處理廠預(yù)處理工段復(fù)氧分析

圖1 跌水高度與進(jìn)水流量、進(jìn)水時(shí)間關(guān)系

2.1.1 曝氣沉砂池跌水水位變化曝氣沉砂池末端跌水高度主要受CASS池液位及進(jìn)水流量的影響，最大跌水高度約2 m，一般出現(xiàn)在CASS池開始進(jìn)水時(shí)，進(jìn)水中段，跌水高度一般在1.2～1.4 m，進(jìn)水后期，無跌水。大部分進(jìn)水均在跌水約1.2 m的狀態(tài)下進(jìn)入CASS池，因此此時(shí)的跌水充氧最具代表性。

圖2 跌水充氧DO監(jiān)測

2.1.2 跌水曝氣充氧量通過曝氣沉砂池出水堰前后DO監(jiān)測，進(jìn)水DO約0.4 mg/L，1.2 m跌水后DO約5 mg/L。結(jié)合跌水處水位變化與流量關(guān)系，可以判斷跌水曝氣產(chǎn)生DO平均約5 mg/L。

2.2 城鎮(zhèn)污水處理廠二級(jí)處理工段及深度處理工段復(fù)氧分析

按照預(yù)處理工段的分析方法，城鎮(zhèn)污水處理廠二沉池進(jìn)水端（生化池出水跌水）、二沉池三角堰、匯水區(qū)、斜板沉淀池出口、濾池進(jìn)水均存在較高的跌水深度。同時(shí)，在筆者調(diào)研的2#城鎮(zhèn)污水廠存在好氧池出水端跌水高度最大可以達(dá)到2 m，而該位置也是內(nèi)回流泵的位置，跌水充氧相當(dāng)嚴(yán)重，最大時(shí)跌水前后溶解氧可以增加5～7 mg/L。

廠內(nèi)通過生化池后的配水井閥門加強(qiáng)控制，調(diào)整閥門開啟度，目前可以控制跌水高度在30 cm以內(nèi)，跌水前后的溶解氧增加2～3 mg/L；通過跌水高度的控制，內(nèi)回流攜帶的溶解氧對(duì)缺氧池碳源的消耗減少，攜帶的溶解氧對(duì)缺氧池反硝化環(huán)境的影響降低[3]。

3 消除跌水復(fù)氧案例應(yīng)用

通過對(duì)產(chǎn)生跌水工段的原因進(jìn)行分析，并根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行減少跌水程度改造，具體實(shí)施方案如表3所示。改造后4個(gè)城鎮(zhèn)污水處理廠出水總氮均能穩(wěn)定達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，外加碳源均有一定幅度降低。

表3 消除跌水復(fù)氧的案例應(yīng)用

4 結(jié)論

小試試驗(yàn)表明，原水充氧5～6 mg/L后，加入混合液會(huì)快速消耗碳源，影響反硝化效果，反硝化60 min后，充氧5～6 mg/L的原水NO3-N濃度要比未充氧原水高。通過對(duì)4個(gè)污水處理廠全工段跌水復(fù)氧點(diǎn)進(jìn)行分析，根據(jù)復(fù)氧產(chǎn)生的原因制定相應(yīng)對(duì)策，筆者提出優(yōu)化方案并實(shí)施，以期達(dá)到降低跌水復(fù)氧的目的。

通過對(duì)二級(jí)生物處理的工藝優(yōu)化以及跌水復(fù)氧的改造，溶解氧對(duì)反硝化的影響減少，反硝化效率顯著提高，確保生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行，出水水質(zhì)可穩(wěn)定達(dá)到出水標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境效益明顯，為巢湖水質(zhì)改善起到很好效果。通過對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的詳細(xì)分析，工藝得到有效優(yōu)化，人們可以充分利用原有資源，減少了碳源藥劑等的投入。同時(shí)，化學(xué)藥劑生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的環(huán)境污染及治理污染需要使用的資源減少明顯，間接起到了良好的環(huán)境保護(hù)作用。