氧化沟式A2/O工艺雨季及旱季最大水力负荷与污染物负荷研究

钟文祥 罗竞维

【摘要】上洋污水处理厂生物处理部分采用氧化沟式A2/O工艺，设计HRT为14.7h，该工艺不仅具有A2/O工艺良好脱氮除磷作用，同时具有氧化沟工艺抗负荷冲击能力强的特点，但在实际生产中，出水水质在某些时候不能得到保证。本文研究此工艺在雨季和旱季阶段保证出水水质达标的前提下所能承受的最大水力负荷和污染物负荷。

【关键词】污水处理生物负荷

中图分类号： R123 文献标识码： A

上洋污水处理厂生物处理部分采用氧化沟式A2/O工艺，设计HRT为14.7h，该工艺不仅具有A2/O工艺良好脱氮除磷作用，同时具有氧化沟工艺抗负荷冲击能力强的特点。由于上洋厂雨季进水浓度很低，自2012年开始厂部便尝试提高生物池的水力负荷,保证出水水质达标的同时节省电能，但在实际生产中，出水水质在某些时候不能得到保证，故从2013年年初开始研究此工艺在雨季和旱季阶段保证出水水质达标的前提下所能承受的最大水力负荷和污染物负荷。

一、最大水力负荷研究

由于在2012年已经出现了运行3组生物池共计13.5万吨/天处理能力达到28万吨/天实际处理量峰值且出水水质未受影响的情况（见图1），此时最高水力负荷已经是设计负荷的2.07倍。因此2013年丰水期我们在不增加生物池组投运的前提下继续尝试提高处理水量。

图12012年7月每日处理水量变化曲线

从2013年5月份开始，处理水量便层层突破，瞬时水样和混合水样检测各项指标均稳定达标，我们便继续增加处理水量。在21日和22日甚至达到了32万吨的处理水量（见图2），实际水力负荷为设计负荷2.37倍。同时检测这几天以及之后一周的化验数据发现，出水指标稳定且保持正常（见表1）。

表1进、出水水质

日期 COD BOD NH3-N TN TP SS

进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水

2013-5-19 195.2 12.8 64.0 5.0 6.97 1.49 17.10 4.36 3.20 0.34 188 9

2013-5-20 182.5 7.9 74.0 4.0 3.85 0.01 13.25 8.50 2.75 0.32 277 8

2013-5-21 172.6 4.2 54.0 1.0 3.44 0.02 19.63 6.38 3.10 0.32 380 8

2013-5-22 105.3 7.7 40.0 5.0 3.18 0.01 13.01 5.07 1.90 0.26 196 4

2013-5-23 123.8 11.7 56.0 2.0 4.90 0.01 12.48 5.13 2.52 0.27 263 8

2013-5-24

2013-5-25

2013-5-26 130.0 8.7 84.0 1.0 7.46 0.01 12.81 5.02 5.55 0.22 298 8

2013-5-27 54.4 15.1 32.0 3.0 8.56 0.20 11.90 6.79 2.15 0.27 160 5

2013-5-28 77.1 8.2 50.0 2.0 8.93 0.24 16.41 5.95 2.35 0.31 119 3

2013-5-29 80.8 7.0 56.0 1.0 7.34 0.15 12.17 7.89 2.97 0.22 158 2

2013-5-30 116.7 6.1 66.0 2.0 9.72 0.25 15.96 7.77 3.82 0.25 284 3

经过时候分析，生物池等工艺单元均在承受范围内。在接下来的6、7、8月中，最高日处理水量均超过了31万吨（见图2、3、4），且月平均处理量均超过25万吨/天，7、8月更是达到25.6万吨/天，化验室采集的水样检测均为稳定达标。同时我们对生物池各点的污泥浓度和DO情况进行了测量，均和正常运行状态下相差不大，可以保证生物池活性污泥系统功能的正常发挥。

图22013年6月每日处理水量变化曲线

图32013年7月每日处理水量变化曲线

图42013年8月每日处理水量变化曲线

根据今年雨季的实际运行情况，最大瞬时流量14000m3/h，曝气沉砂池由于提前将排渣口堵住可以保证进水不溢流，但此时液位高度较平时上升30-35cm；3条生物线液面比正常情况下上升10-15cm，此时二沉池出水槽水位基本和表面平齐，基本达到二沉池出水流速的极限。按此计算，理论最大日处理水量可以达到33.6万吨/天，水力负荷可以达到设计负荷的2.49倍。

二、最大污染物负荷研究

雨季我厂采用三组生物池运行，而随着旱季到来，水量明显减少，则停止一组生物池，采用2组生物池运行生产。

雨季虽然处理水量非常大，但由于进水有机物较低，因此污染物负荷并不高。在5-8月我们找到F/M最大的一天为5月21日。当日进水BOD：54mg/L，MLVSS：1462mg/L，我们计算出F/M为0.157kg BOD5/kg MLVSS.d。

而当生物池减少至2组运行时，由于进水有机物的大幅度提高，F/M升高明显。在正常情况下，工艺运行稳定；但在某些特殊情况下，由于短时间内污染物负荷的大幅度增加导致水质受到影响。尤其在11月24日降雨后，进水量增加开启三台一次提升泵（瞬时流量8400 m3/h左右），连续开启了8h后，导致之后三天的出水水质情况受到明显影响：二沉池出水浑浊，出水TP突然升高，同时出水SS超标。当日进水BOD为100mg/L，MLVSS为1500mg/L，计算出当时的F/M达到0.269 kg BOD5/kg MLVSS.d。因此在12月份再次下雨时，在保持MLVSS不变的前提下我们提前减小集水井闸门开度，进水流量从5000m3/h逐步增加至6200m3/h时，二沉池出水感官和化验室出水数据结果均为正常，但已有稍微上升趋势，此时F/M为0.200kg BOD5/kg MLVSS.d。适当提高MLVSS至1900mg/L（此时MLSS为4500mg/L），保持与之前相同的污染物负荷，相应地提高进水流量至6800m3/h，各项出水指标依然可以保持达标，但较之前水质进一步变差，此时F/M为0.171kg BOD5/kg MLVSS.d，水力负荷为设计负荷的1.81倍。再次适当提高MLVSS至2100mg/L（此时MLSS为5000mg/L）,出水水质稍有改善，但生物池好氧段泡沫和浮渣明显增多，此时此时F/M为0.155kg BOD5/kg MLVSS.d。

三、结论

（一）在雨季进水有机物浓度很低的情况下，污染物负荷一般不会超过0.160kg BOD5/kg MLVSS.d时，受其他工艺单元（特别是二沉池）处理能力限制，上洋厂最高处理能力可以达到33.6万吨/日（以最大瞬时流量14000m3/h计算），开启3组生物池即可满足工艺和水质要求，此时最大水力负荷可以达到设计负荷的2.49倍。

（二）在旱季进水有机物浓度升高时，开启2组生物池在进水BOD5不超过100mg/L的情况下可以满足最高6800m3/h流量（16.3万吨/日）的要求，此时水力负荷最高可达设计值的1.81倍，同时需适当提高MLSS保证污染物负荷低于0.171kg BOD5/kg MLVSS.d，方可保证出水水质稳定达标。

截止2013年11月底，除2月和11月外，由于生物池组投运的及时调整，其他9个月份月份的实际水利负荷均在设计值的1.5倍以上。停运一组生物池一天可以减少用电量100kw*24h/d*30d=72000度，电价按照0.85元/度计算，9个月节省电费：72000度/月*9月*0.85元/度=55.08万元。