基于在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)的污水廠工藝分析

余文娟

(太原市環(huán)境監(jiān)察支隊(duì)，山西 太原 030000)

為了消除城市黑臭水體，早日還汾河清水綠岸，太原市于2015年開工新建晉陽(yáng)污水處理廠專門用于解決河西地區(qū)居民生活污水日期總量與目前污水廠處理量不匹配的問(wèn)題，晉陽(yáng)污水處理廠目前為國(guó)內(nèi)規(guī)模最大的全地下花園式污水處理廠，與以往污水處理廠不同的是整個(gè)廠區(qū)采用雙層加蓋的全地下式方式建設(shè)，配套大量的園林景觀建設(shè)，總體設(shè)計(jì)規(guī)模為32萬(wàn)t/d，處理工藝采用改良AAO工藝+微絮凝深床過(guò)濾深度處理工藝和MBR工藝相結(jié)合。本文以該污水廠的兩種不同污水處理工藝的在線監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，皆在研究在同樣的水質(zhì)不同處理工藝凈化效果的差異，為污水廠日后的管理和運(yùn)維做參考。

1 處理工藝及分析方法

1.1 污水處理廠簡(jiǎn)介

太原晉陽(yáng)污水處理廠為國(guó)家重點(diǎn)排污監(jiān)控單位，總設(shè)計(jì)處理能力為32萬(wàn)t/d，自運(yùn)行以來(lái)，兩種工藝成熟，出水水質(zhì)穩(wěn)定，主要污染源排放執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染源綜合排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18-2018)》中一級(jí)A，如表1所示。

表1 太原市晉陽(yáng)污水處理廠執(zhí)行排放標(biāo)準(zhǔn)

1.2 分析方法

安裝在污水廠排放口的自動(dòng)在線監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控中心在企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的各種在線監(jiān)測(cè)設(shè)施自動(dòng)對(duì)污染物排放口進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)采集的所有現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)的各類信息采集到監(jiān)控系統(tǒng)里，目前監(jiān)測(cè)的因子為COD、氨氮、總磷、總氮和流量。

2 結(jié)果分析

2.1 排放量變化特性

選取2019年全年12月污水廠出口流量每月的日均值，分析結(jié)果如圖1所示?？梢钥闯?，AAO工藝中日均值最大為218 511 t，MBR工藝中最大值為125 791 t，兩種工藝中流量日均值大約達(dá)到了涉及處理能力，兩種處理工藝中MBR的處理量相對(duì)穩(wěn)定些約為12 000 t/d，AAO隨時(shí)間變化波動(dòng)較大符合太原市的氣候特征，太原市的降水量分配不均勻，每年的汛期集中在6～9月份，降水量約為全年的70%以上，尤其是7、8兩個(gè)月基本上占一年降水量的50%，再加上夏季和每年春節(jié)前后居民用水量的增加，污水廠的處理量也會(huì)隨著增加。

圖1 出口水量日均濃度值

2.2 污水廠工藝效果比較

晉陽(yáng)污水廠創(chuàng)新式采用兩種處理方法分別是改良AAO工藝+微絮凝深床過(guò)濾深度處理工藝和MBR工藝，同一個(gè)污水廠進(jìn)水水質(zhì)一樣，兩種不同的處理工藝的出水水質(zhì)進(jìn)行比較更能直觀地對(duì)比出兩種工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，選取污水廠出口的COD、氨氮、總磷、總氮的每月日均值濃度做比較，分析結(jié)果如圖2～圖5所示。

圖2 污水廠出口COD月均值濃度變化比較

兩種工藝均運(yùn)行穩(wěn)定COD每月日均值濃度均達(dá)標(biāo)排放，AAO工藝的COD每月日均值濃度最大值和最小值分別為22.28 mg/L和12.44 mg/L，MBR工藝中的COD每月日均值濃度最大值和最小值分別為15.59 mg/L和9.95 mg/L，對(duì)于AAO和MBR工藝相對(duì)成熟的傳統(tǒng)工藝在去除COD有一定的優(yōu)勢(shì)，AAO和MBR工藝中的微生物在有足量的曝氣條件下溫度適宜對(duì)COD的去除率一般都比較高。MBR可使生物處理器內(nèi)附著大量的微生物，反應(yīng)器內(nèi)容積負(fù)荷很高對(duì)有機(jī)物的降解效果很好[1]。

圖3 污水出口廠氨氮月均值變化比較

兩種工藝均運(yùn)行穩(wěn)定氨氮每月日均值濃度均達(dá)標(biāo)排放，AAO工藝的氨氮每月日均值濃度最大值和最小值分別為1.29 mg/L和0.13 mg/L，MBR工藝中的氨氮每月日均值濃度最大值和最小值分別為0.51 mg/L和0.19 mg/L。AAO工藝中的硝化細(xì)菌在好氧段將污水中的氨氮及有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮再經(jīng)過(guò)生物硝化作用將氨氮和有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，再繼續(xù)在缺氧段反硝化菌的作用下將硝酸鹽通過(guò)反硝化作用轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀诺娇諝庵?，達(dá)到脫氮的目的，AAO傳統(tǒng)工藝中對(duì)去除氨氮的效果也很好。MBR具有較大的膜表面積上面可以附著很多微生物，污泥濃度相對(duì)穩(wěn)定，由于膜的截留作用防止了硝化細(xì)菌的流失，給生物反應(yīng)器內(nèi)的增殖緩慢的硝化細(xì)菌的保持高濃度創(chuàng)造了有利的條件，從而大大提高了硝化效率，顧MBR氨氮的去除很穩(wěn)定，出水的氨氮濃度也比較低[2]。

圖4 污水廠出口總磷月均值變化比較

AAO工藝的總磷每月日均值濃度最大值和最小值分別為0.37 mg/L和0.13 mg/L，MBR工藝中的總磷每月日均值濃度最大值和最小值分別為10.22 mg/L和0.13 mg/L，AAO污水與從沉淀池回流的污泥首先進(jìn)入?yún)捬醭?，在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解態(tài)有機(jī)物進(jìn)行厭氧釋磷，在好氧段聚磷菌吸收污水中的磷，通過(guò)剩余污泥的排放將水中的磷去除[3]。MBR工藝中的除磷是通過(guò)聚磷菌對(duì)磷的吸收，排放污泥時(shí)排放磷。

圖5 污水廠出口總氮月均值變化比較

AAO工藝的總氮日均值濃度最大值和最小值分別為11.99 mg/L和8.82 mg/L，MBR工藝中的總氮日均值濃度最大值和最小值分別為7.97 mg/L和5.03 mg/L，l兩種工藝對(duì)總氮的去除都比較穩(wěn)定，但MBR工藝對(duì)總氮的去除要優(yōu)于AAO。

3 結(jié)論

由兩種工藝的處理量可以看出該廠的日處理量相對(duì)穩(wěn)定，在設(shè)計(jì)處理能力32萬(wàn)t/d的范圍內(nèi)，每年夏季和春節(jié)前后處理量會(huì)出現(xiàn)輕微增加，這一特點(diǎn)也符合居民用水的特點(diǎn)和夏季降雨量的增加。

相同的進(jìn)水水質(zhì)下AAO和MBR兩種工藝處理后的出水水中的COD、氨氮、總磷和總氮都能達(dá)到《城鎮(zhèn)污水處理廠污染源綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》中一級(jí)A的標(biāo)準(zhǔn)，AAO和MBR工藝對(duì)廢水中的COD都有很高且很穩(wěn)定去除率，對(duì)廢水中的氨氮也去除率很高處理效果很好，由于MBR膜反應(yīng)器的特點(diǎn)其對(duì)COD和氨氮去除更有優(yōu)勢(shì)，兩種工藝對(duì)總磷的去除都是聚磷菌的吸附通過(guò)剩余污泥的排放將水中的磷去除。

經(jīng)過(guò)兩種工藝處理后的廢水會(huì)繼續(xù)加入絮凝劑經(jīng)過(guò)過(guò)濾工藝所以該廠日常出水一直穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放。