城市污水处理厂曝气阶段的节能降耗研究

环境科学!Q：!ScienceandTechnologyInnovationHerald城市污水处理厂曝气阶段的节能降耗研究李亚静郑淑平(天津城市建设学院环境与市政工程学院天津300384)摘要：以天津某污水处理厂A2／O．T-艺为例，结合现场调查及小试试验，研究TA2／O-T-艺中降低供氧能耗的可行性。通过现场调查，考察了现有工艺条件下COD、氨氮，TN、TP和DO的变化规律。结果表明，系统现有工艺中好氧池的DO在2～3mg／L左右，系统对COD，氨氮和TP的去除效果稳定，但对TN的去除效果较差。本研究通过小试试验，控制曝气段的DO在1．5mg／L左右，避免过度曝气造成浪费，同时系统内形成了稳定的同步硝化反硝化(SND)，增加约6．6％的TN去除率。关键词：AZ／O~艺节能降耗曝气量溶解氧同步硝化反硝化TN中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1674—098x(zo12)09(c)-0149—02典型的二级城市污水处理厂电耗中，污水提升占l0％～20％，污水生物处理(主要用于曝气供氧)占50％-70％，污泥处理占10％～25％，三者能耗之和占总直接能耗的70％以上⋯。因此，节省电耗是污水处理过程节能降耗的一个重点，降低供氧电耗则是最具节能潜力的环节。曝气是维持曝气池内DO浓度的直接手段，通过控制曝气强度来控制DO浓度。而曝气池内D0浓度对微生物活动的影响很大，进而影响整个污水处理进程。因此，如何合理地控制曝气池的DO，在保证出水水质的同时最大限度地降低供氧电耗是污水处理厂节能降耗的重要途径。本研究以天津某污水处理厂A2／0工艺为例，通过现场调查分析CODNH～N、TN、TP及D0的沿程变化，并结合小试试验，研究A2／O工艺中降低供氧能耗的可行性及可操作的方法。1试验部分1．1现场调查该污水处理厂处理能力为54万m／d，污水处理采用A2／0工艺。共有2座A／0生物池，其设计最大处理水量为8．5万m／d。单座A／O生物池为54．7ITI×80．7m×6．3iTI。2座A／O生物池中的厌氧段为2个廊道容积为5880m缺氧段为6个廊道容积为17640m；好氧段为6个廊道容积为17640m。A／O生物池各段参数为：①厌氧段：理论停留时间为1．78h；②缺氧段：池容积为17640mi污泥浓度为3．3g／L；泥龄为10．9d；③好氧段：池容积为17640in；污泥浓度为3．3g／L；泥龄为10．9d；空气量为l5200m／h。C0D采用HACHCOD快速测定仪；PO43-_P采用钼锑抗分光光度法；MLSS采用滤纸重量法；NH一N采用纳氏试剂分光光度法；TN采用过硫酸钾氧化紫外分光光度法；D0采用YSI5000型溶解氧仪1．2小试试验根据现场调查的结果，通过小试试验来考察曝气段通过降低DO来达到节能目的的可行性。小试反应器模拟了现场的A2／0工艺，接种污泥取自此污水处理厂二沉池污泥，采用SBR反应器来运行，有效容积为4．5L，充水比为0．7。本试验安排一天3个周期，一个周期8h，其中：厌氧1．5h(包括进水5min)，缺氧2．5h，好氧3h，沉淀30min，排水20min，闲置1Omin。SBR系统通过微电脑定时控制器和电磁阀实现进水、搅拌、曝气、沉降、排水的自动控制。其中主要运行参数与水厂-一致，包括：污泥浓度维持在3000mg／L左右，泥龄控制在15d左右；处理的污水与现场曝气池的进水相同，进水水质为：COD浓度为30O400mg／L，PO43-P浓度为4～5mgP／L，NH～N浓度为30～40mgN／L，TN浓度为40-50mgN／L。书l}篷_={{OOOI2345689IoIIi2采样次数／个图1污水厂A2／O_T_艺中COD的变化规律为了考察DO对污水出水水质的影响，通过转子流量计控制曝气量，实现在小试反应器运行中3个不同的DO浓度水平。其中一个DO浓度模拟了现场工艺中曝气段实际采用的DO值；其余两个DO浓度均不同程度的降低了好氧段的D0值。2结果与分析2．1污水厂A2／0工艺中COD、NH4一N、TN和TP的变化规律通过现场采样的分析结果表明，该厂的A2／0工艺对COD、NH一N和TP有良好的去除效果，其去除率分别为87％～94％、83％～95％和75％～85％，然而脱氮效率RpTN去除率只在45％-55％之间，很难进一步提高，见图14。现场运行结果表明，好氧池溶解氧长期徘徊在2～3mg／L，A2／O对总氮的去除5045340室主：i．．2345689j0ijI2采样次数，个10090807060：50加3020’O：0堡料釜呈Z图2污水厂A2／OI艺中NH一N的变化规律80∞70蘩50畿4∞0崔20图3污水厂A2／O_．T_艺中TN的变化规律图4污水厂A2／0T艺中TP的变化规律基金项目：天津市建委软课题项目(201