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多段多级AO工艺在污水厂改造中的应用
作者：楼海婷 高航
来源：《城市建设理论研究》2013年第20期
摘要：随着人们对环境的更加重视，国家对城市污水处理厂排放标准要求也相应提高，全国各地都实施了污水厂升级改造工程。研究通过对陕西省某污水处理厂为例，提出了污水厂改造的必要性。研究提出了新型多段多级AO污水处理技术，通过对工程改造设计的参数及运行效果进行分析，得知该工艺适合我国污水厂改造工程，建议推广。同时对其他工程设计提供研究价值和参考依据。
关键词：污水厂改造；污水处理； 多段多级AO 中图分类号： U664.9+2文献标识码：A 文章编号： 前言
为更好的完成国家生态文明建设，加强节能减排工作，全国各地污水处理厂均实施了污水厂提标改造工程。近年来，新型污水处理技术的研究受到了国家的重视，在工程设计中选取合理、高效、稳定、节能的工艺，成为广大学者及专家的研究热点。我国城市污水处理工艺主要以生物处理法为主，包括活性污泥法和生物膜法两大类。我国大中型污水处理厂主要采用A2O、SBR、氧化沟、曝气生物滤池以及生物接触氧化等方法，这些工艺技术成熟、稳定、处理效果较好，但在运行中总会暴露不同程度的缺点。以下研究所提出的多段多级AO工艺是在传统A2O技术基础上改良的污水处理新工艺，其具有脱氮除磷效果好、投资省、运行稳定灵活、节能等优点，适合我国污水处理厂改造工程及出水要求。研究通过实例对该新工艺在设计、运行及特点方面进行探讨，同时也给其他污水厂改造工程提供参考价值。 工程概况
该污水处理厂位于陕西省关中地区，始建于1956年，经过两次扩建后，服务面积为40平方公里，处理能力达到12×104m3/d，处理采用活性污泥法。目前，二级处理后的出水分为两部分，一部分进入中负荷系统处理，另外一部分经A2O系统处理后再进行深度处理，作为工业企业回用水和市政杂用水。此次改造主要目的为从《城市污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级Ｂ提高到一级Ａ排放标准。 2.1现状进出水水质
该污水处理厂现状进出水水质见表1。 表1 污水处理厂现状进出水水质
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污水厂升级改造必要性
该污水处理厂原设计进水水质较低，现状实际进水水质较高，因此必须通过改造来调整以满足达到设计要求，减少污染物排放总量。水厂现状处理工艺采用中负荷和A2O两种，实际停留时间约6.3—7.1h，但要达到一级A出水标准，生物池的停留时间偏小。通过对水质的分析，此次改造的重点是生物脱氮除磷、有效去除SS及提高BOD5的去除效果。通过改造后的水厂能够更好的实现污水资源化，具有显著的社会、经济及环境效益，因此对该水厂进行升级改造十分必要。
经过技术经济比选，最终选定改造工艺为多段多级AO污水处理技术。改造后的工艺流程图见图1。
图1污水厂升级改造工艺流程图 污水厂改造工程设计 4.1原有构筑物改造设计参数 4.1.1 细格栅间
原有弧形细格栅6台，栅条间距b=10mm，改造设计将原有格栅更换为间隙5mm的细格栅。过栅流量Q=1000m3/h，过栅流速V=1.0m/s，倾斜角度为60o。 4.1.2原中负荷生物池改造为多段多级AOⅠ
原有构筑物2组，总有效容积11950 m3，设计将中负荷生物池改造成多段多级AO池，设计水量2.5×104m3/d，将每组生物池分为6个区域，其中1个厌氧区，2个缺氧区，3个好氧区，总停留时间为11.47h，原水分多段配入厌氧区和各缺氧区，其构筑物为半地下钢筋混凝土池，有效水深4.9m，回流比80%，泥龄18.41d。 原A2O生物池改造为多段多级AO Ⅱ
原有构筑物2组，总有效容积26100 m3，设计将A2O生物池改造成多段多级AO池，设计水量5.5×104m3/d，将每组生物池分为6个区域，其中1个厌氧区，2个缺氧区，3个好氧区，总停留时间为11.39h，原水分多段配入厌氧区和各缺氧区，原水分多段配入厌氧区和各缺氧区，其构筑物为半地下钢筋混凝土池，有效水深4.9m，回流比80%，泥龄18.41d。 4.1.4 原中负荷终沉池改造为终沉池Ⅰ
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原已建构筑物3座，周进周出辐流式沉淀池，直径36m，池边水深4.6m，表面负荷0.82m3/(m2.h),升级改造后，主要收集多段多级AO池Ⅰ和多段多级池Ⅲ的出水，表面负荷变为0.89 m3/(m2.h)。
4.1.5原A2O终沉池改造为终沉池Ⅱ
原已建构筑物3座，中进周出辐流式沉淀池，直径36m，池边水深4.8m，表面负荷0.82m3/(m2.h),升级改造后，主要收集多段多级AO池Ⅰ和多段多级池Ⅲ的出水，表面负荷变为0.75 m3/(m2.h)。 新建构筑物设计参数 4.2.1 新建多段多级AO池 Ⅲ
由于现状生物池的容积不能满足升级改造的需要，设计采用降低现状生物池的负荷及采用新工艺的方法，新建多段多级AO生物池一座。设计处理水量4.0×104m3/d。每组生物池分为8个区域，其中1个厌氧区，3个缺氧区，4个好氧区，总停留时间为11.40h。设计L×B×H为72.1×70×5.6m，有效水深5.0m，回流比80%，泥龄18.41d。 4.2.2 新建二次提升泵房井及混凝沉淀池
二次提升泵井与混凝沉淀池合建。设置轴流泵3台（2用1备），单台流量2500 m3/h，扬程3.5m，功率55KW。由于工程要求出水TP 新建微过滤设备间及紫外线消毒渠 工程要求出水SS 工艺特点及需注意的问题
多段多级AO工艺减少了污泥膨胀的发生，分段进水是生物池污泥浓度由高到低形成梯度，前段AO区达到7400~6700mg/L，后段浓度为4600~4500mg/L，各阶段负荷不同，加强了脱氮除磷处理效果，活性污泥在缺氧和好氧交替的环境下交替运行，减少了污泥膨胀的发生[1]。同时多段多级AO工艺减少了内回流，降低运行费用，其生物池比一般工艺缩小了25%~30%，减少了投资费用。污水分多段进入生物池，提高了生物池对水质水量的变化冲击负荷的适应性能力，处理效果稳定，运行灵活性高[2]。通过调试，多段多级AOⅠ及多段多级AOⅡ的配水比例为：厌氧区：30%~50%，第一缺氧区：30%~40%，第二缺氧区20%~30%；多段多级AOⅢ的配水比例为：厌氧区25%~35%，第一缺氧区：25%~35%，第二缺氧区20%~30%，第三缺氧区：20%~30%的情况下，出水水质能够达到国家一级A标准且运行稳定。工程完成后，污染物削减量大大增加，能够更好更快的改善区域环境，创造更大的生态效益。污染物削减量见表2。
多段多级AO工艺在污水厂改造中的应用
