A-A-O氧化溝工藝強(qiáng)化脫氮調(diào)控技術(shù)研究.pdf

1、減少城市污水中氮的排放對控制富營養(yǎng)化及改善水體環(huán)境具有重要意義，高效脫氮是城市污水處理廠運(yùn)行調(diào)控的難點之一。城市污水處理是高耗能行業(yè)，通過調(diào)控措施挖掘節(jié)能潛力，合理進(jìn)行能量配置，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實意義。A/A/O氧化溝具有工藝流程簡單、運(yùn)行管理方便等優(yōu)點，在我國城市污水處理廠得到廣泛應(yīng)用，其運(yùn)行調(diào)控不僅涉及到溝內(nèi)復(fù)雜的水力學(xué)及生物化學(xué)過程，還受到環(huán)境條件及進(jìn)水負(fù)荷變化的影響，由于缺乏有效的運(yùn)行調(diào)控策略導(dǎo)致脫氮效果不佳、運(yùn)行不穩(wěn)定、溝內(nèi)易積泥

2、、能耗高。因此，本文基于實際污水處理廠環(huán)境條件及進(jìn)水負(fù)荷的動態(tài)變化特性，綜合考慮水力場及生物場因素，采用“小試-中試-現(xiàn)場試驗-動力學(xué)-數(shù)值模擬”相結(jié)合的方式，系統(tǒng)深入地研究了A/A/O氧化溝工藝強(qiáng)化脫氮及節(jié)能降耗的適應(yīng)性優(yōu)化策略及控制方法。
　　 分析A/A/O氧化溝工藝污水處理廠的運(yùn)行現(xiàn)狀發(fā)現(xiàn)，工藝優(yōu)化的重點是強(qiáng)化脫氮及降低能耗。高效脫氮的重要途徑是強(qiáng)化前置缺氧區(qū)反硝化、促進(jìn)主反應(yīng)區(qū)同時硝化反硝化，節(jié)能降耗的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是曝氣及

3、推流系統(tǒng)的優(yōu)化配置。
　　 系統(tǒng)研究溶解氧濃度、污泥回流比、污泥齡和污泥濃度等運(yùn)行參數(shù)對A/A/O氧化溝工藝脫氮性能的影響，優(yōu)選合理的參數(shù)取值范圍。硝化反應(yīng)動力學(xué)研究結(jié)果表明，適當(dāng)降低DO并將曝氣池NH4+-N控制在2～4mg/L，能夠使硝化維持在高效階段，從而提高硝化速率，降低曝氣能耗。對于反硝化反應(yīng)來說，DO濃度大于1mg/L時，就會對反硝化產(chǎn)生較顯著影響，因此需要嚴(yán)格控制內(nèi)回流至缺氧區(qū)的溶解氧；而反硝化速率受NO3--N的

4、影響遠(yuǎn)沒有DO的影響大。
　　 現(xiàn)場測試并分析了連續(xù)曝氣模式下主反應(yīng)區(qū)各特征參數(shù)(流速、溶解氧及污泥濃度)分布規(guī)律，獲得了不同控制條件對特征參數(shù)分布的影響。通過合理調(diào)控曝氣轉(zhuǎn)盤的運(yùn)行模式，可使氧化溝內(nèi)形成好氧-缺氧交替的溶解氧環(huán)境，促進(jìn)溶解氧傳質(zhì)，促使大顆粒污泥絮體的形成，創(chuàng)造SND過程所需的宏觀及微觀缺氧環(huán)境。
　　 通過調(diào)控曝氣轉(zhuǎn)盤運(yùn)行模式的“數(shù)量”、“位置”及“速度”，提出整體與局部相結(jié)合的主反應(yīng)區(qū)分段優(yōu)化措施，以

5、同時實現(xiàn)工藝的穩(wěn)定運(yùn)行、安全運(yùn)行、強(qiáng)化脫氮及節(jié)能降耗。分段優(yōu)化調(diào)控措施可使污水處理廠出水COD、NH4+-N穩(wěn)定優(yōu)于GB18918-2002中一級A標(biāo)準(zhǔn)；出水TN從15.2～26.5mg/L降至9.3～13.5mg/L，平均去除率從39.5％升至71.7％，穩(wěn)定優(yōu)于一級B標(biāo)準(zhǔn)；同時單位水量電耗下降了19.8％。
　　 針對A/A/O氧化溝內(nèi)存在曝氣過量導(dǎo)致硝化過度而反硝化不足、以及能耗高等問題，以硝化速率、反硝化速率及出水水質(zhì)為

6、可行性判據(jù)，對工藝的間歇曝氣模式進(jìn)行了中試優(yōu)化和生產(chǎn)調(diào)控研究。結(jié)果表明，采用曝氣1h停曝2h的運(yùn)行模式，可使出水TN從16～27.6mg/L降至9～15mg/L，平均去除率從50.5％升至72.8％，在出水達(dá)標(biāo)的基礎(chǔ)上，單位水量電耗下降了30.9％。
　　 運(yùn)用物料平衡方法分析了兩種連續(xù)曝氣模式(工況2、工況4)以及兩種間歇曝氣模式(曝氣1h停曝2h、曝氣2h停曝2h)下A/A/O氧化溝系統(tǒng)中碳、氮、磷的流向情況，定量分析了系統(tǒng)

7、中的SND現(xiàn)象。物料衡算結(jié)果表明，通過控制曝氣轉(zhuǎn)盤的運(yùn)行，可強(qiáng)化好氧區(qū)SND，這對提高整體脫氮效果有較大貢獻(xiàn)，按照連續(xù)曝氣模式工況2運(yùn)行時，好氧區(qū)SND脫氮量可達(dá)總脫氮量的43.6％。
　　 建立A/A/O氧化溝三維流態(tài)模型并進(jìn)行了校核。從流態(tài)優(yōu)化的角度研究了氧化溝池型及設(shè)備位置與節(jié)能的關(guān)系，分析了氧化溝混合推流能量配置方面存在的問題，提出優(yōu)化措施并進(jìn)行了模擬預(yù)測和現(xiàn)場改造，優(yōu)化后缺氧區(qū)和主反應(yīng)區(qū)的流態(tài)分布更合理，積泥區(qū)域減少，