UCT工艺处理低浓度城市污水的特征

2016-02-12李安平

质量探索 2016年6期

关键词：氧池沿程混合液

李安平

山东烟台海港物业管理有限公司，山东烟台 264000

UCT工艺处理低浓度城市污水的特征

李安平

山东烟台海港物业管理有限公司，山东烟台 264000

基于某污水处理厂的实际运行情况，对UCT工艺处理低浓度污水的运行效果进行了分析和研究，提出UCT工艺处理低浓度污水运行策略。结果表明，处理出水COD、氨氮的可以达到一级A标准，出水TP不能稳定达标。厌氧池硝酸盐浓度达到5mg/L，厌氧池的释磷功能丧失，要加强排泥，降低污泥浓度，采用化学除磷强化除磷效果。

UCT工艺，低浓度污水，除磷，污泥浓度

0 引言

UCT (University of Cape Town)工艺缺氧池混合液回流到厌氧池，很大程度上降低厌氧池中硝酸盐的含量，避免了厌氧池中反硝化作用对释磷作用的影响，是针对低碳源城市污水脱氮除磷工艺，在全国被广泛采用[1-3]。南方城市雨水较多，地下水位高，加之合流制管网、设置化粪池和管网渗漏问题，进水水质污染物质量浓度通常低于设计值，夏季尤为突出，本文分析UCT工艺处理低浓度城市污水的运行情况，并提出优化方案。

1 污水处理厂现状

1.1 工艺流程及主要设计参数

某污水处理厂一期工程采用UCT工艺，2010年建成，处理水量2万m3/d，工艺流程如图1所示。生物池设计参数：泥龄15d，污泥负荷：0.066 kgBOD/kgMLSS·d，混合液污泥浓度3.5g/L，水力停留时间15.52h，产泥率1.00kgDS/ kgBOD，缺氧混合液回流50～100%，好氧混合液回流100～300%，污泥回流比50～100%，有效池容25840m3，有效水深6m。来水主要是城市生活污水。

1.2 出水水质

某厂二沉出水COD在2013年稳定在20mg/L左右， BOD出水10mg/L左右， NH4+-N全年维持在1～3mg/L，二级生物处理工艺可实现COD、BOD和NH4+-N一级A稳定达标。但TP普遍高于1mg/ L，均值约1.5mg/L，出水TP不能一级A达标。

1.3 进水水质

对污水厂历年的监测数据分析发现，污水厂2011-2013年进水COD最高值约400mg/L，最低值接近50mg/L，均值约200mg/L，全年接近四个月COD低于150mg/L，夏秋季进水COD浓度相对较低，冬春季相对较高，B/C比约0.5。进水SS最高值约400mg/L，最低值接近30mg/L，全年进水SS均值约150mg/L，夏秋季进水SS浓度相对较低，低于100mg/L，波动大。进水TP最高值约7mg/L，最低值接近1mg/L，全年进水TP均值约4mg/L，波动相对较小。进水BOD/ NH4+-N最高值约5.0，最低值接近1.5，全年进水BOD/NH4+-N均值约2.5，夏秋季较低，冬春季较高，碳氮比比正常值偏低。

为了分析一天内进水污染物变化对出水水质的影响，对污水厂9月份某日进水进行了监测，结果如表1所示。在10∶00进水COD、TN、SS浓度最高，分别为132mg/L、32.6mg/L和72mg/L，在14∶00最低，为76mg/L、17.1mg/L和74mg/L。进水TN约80%为NH4+-N，TP中约85%为溶解性TP（STP），进水污染物浓度低，波动较小。

2 污水厂工艺过程分析及对策

2.1 沿程溶解性COD

生物释磷需要挥发性脂肪酸，溶解性COD（SCOD）部分表征了挥发性脂肪酸的含量[3]，工艺沿程的SCOD如图2所示，沉砂池出水SCOD为80mg/L，到厌氧池为70mg/L左右，到缺氧池，SCOD迅速降到20mg/L左右。SCOD在厌氧池内没有被去除，在缺氧池迅速下降，表明厌氧池没有发生生物释磷过程，优质碳源在缺氧池被消耗，本UCT工艺运行过程中没有达到优先生物释磷的目的。

2.2 沿程氮和磷

硝酸盐含量过好会破坏厌氧环境，为此对工艺沿程的STN、氨氮和硝氮进行检测，如图3所示，硝氮在沉砂池出水中未检出，排出进水硝氮破坏厌氧环境的可能，厌氧池内STN和氨氮有升高，STN和氨氮到缺氧池大幅下降，核算发现好氧池混合液回流到缺氧池的回流比达300%左右。氨氮在好氧池快速降到接近2mg/L。缺氧池硝酸盐浓度达到5mg/L左右，导致回流到厌氧池的缺氧池混合液硝酸盐浓度偏高，不利于厌氧释磷[9]。

工艺沿程的溶解性总磷（STP）沉砂池出水STP为1.0mg/L，在厌氧池内还是1.0mg/L。并没有出现溶解性总磷的升高，没有发生生物释磷。STP在生物池系统中有缓慢下降的趋势，但下降幅度小，STP去除率只有15%左右，这与没有生物除磷功能的工艺除磷效果相同。

2.3 沿程DO及ORP

厌氧池和缺氧池（编号1～13）溶解氧（DO）接近0mg/L，好氧池溶解氧为1.2mg/L，好氧池沿程中间点，溶解氧浓度最低，为0.2mg/L，随后持续上升，出水端溶解氧为1.6mg/L.该工艺此刻溶解氧控制正常，排除好氧池好氧吸磷溶解氧不够的问题，也没有发现因好氧时间过长，出现磷释放的现象。

某厂沿程DO变化情况（2013年8月）

厌氧池（测定点1 和2）ORP为-140mV～-150mV，缺氧池（测定点3～15）20～100mV，好氧池沿程（测定点16～23）稳定在150 mV。缺氧池ORP值偏高，可能与硝酸盐浓度较高有关。

某厂沿程ORP变化情况（2013年8月）

2.4 对策分析

冬季碳源比例较高时，充分发挥UCT工艺优势，控制硝化液和污泥回流比，实现缺氧池出水中的硝酸盐浓度接近于零，使回流到厌氧池的缺氧池混合液硝酸盐浓度近于零，创造厌氧池良好的厌氧环境，保证优先生物除磷。

夏秋季碳源比例较低时，针对磷不达标的情况，采用化学强化除磷措施。避免采用减少排泥措施，控制曝气量，以提高除磷效率，减少碳源无效消耗。