低水溫_低有機(jī)負(fù)荷條件下CAST工藝城市污水處理廠的啟動(dòng)調(diào)試

1、收稿日期:2006-03-20基金項(xiàng)目:建設(shè)部攻關(guān)項(xiàng)目(03-2-068;沈陽建筑大學(xué)省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開放基金資助課題(HT -200605作者簡介:李亞峰(1960-,男,教授,博士,主要從事水污染控制理論與技術(shù)研究.文章編號(hào):1671-2021(200605-0795-04低水溫、低有機(jī)負(fù)荷條件下CAST 工藝城市污水處理廠的啟動(dòng)調(diào)試及活性污泥培養(yǎng)李亞峰1,王文光1,房安富2,王 旭2,賈新軍1(1 沈陽建筑大學(xué)市政與環(huán)境工程學(xué)院,遼寧沈陽110168; 2 北京清華紫光環(huán)保公司,北京100084摘 要:目的為北方城市污水處理的CAST 工藝在冬季進(jìn)水溫度低和有機(jī)負(fù)荷低的條件下進(jìn)行啟動(dòng)調(diào)試及

2、活性污泥培養(yǎng)馴化提供經(jīng)驗(yàn),促進(jìn)該工藝在寒冷地區(qū)的推廣應(yīng)用.方法采用接種法培養(yǎng)活性污泥,通過控制曝氣量以減少曝氣過程中的熱量損失.結(jié)果在冬季進(jìn)水溫度低和有機(jī)負(fù)荷低的條件下,采用接種法培養(yǎng)馴化活性污泥20d 就能完成污泥培養(yǎng)馴化,滿足污水處理要求,使出水達(dá)到了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn).結(jié)論北方城市污水處理的CAST 工藝在冬季啟動(dòng)調(diào)試及活性污泥培養(yǎng)時(shí),采用接種法培養(yǎng)活性污泥能夠克服有機(jī)負(fù)荷低的缺點(diǎn),控制曝氣量能夠減少進(jìn)水熱量的損失,避免進(jìn)水溫度降低,為微生物的生長創(chuàng)造了條件,提高了污水處理效果.關(guān)鍵詞:污水處理廠;CAST 工藝;活性污泥;培養(yǎng)馴化中圖分類號(hào):TU 991 2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A大連老虎灘污水處理廠采

3、用CAST (循環(huán)式活性污泥法工藝,日處理污水80000t,總投資1 03億元人民幣.該工程竣工及電氣設(shè)備調(diào)試在2005年11月中旬完成,同時(shí)開始試運(yùn)行.由于污水廠的啟動(dòng)調(diào)試是在冬季,進(jìn)水溫度7 左右,BOD 的質(zhì)量濃度也較低,給污泥培養(yǎng)和污水廠啟動(dòng)帶來一定的困難.為了能夠使老虎灘污水處理廠盡快啟動(dòng)起來,技術(shù)人員采用接種法培養(yǎng)活性污泥,并采取了相應(yīng)的技術(shù)措施,使得污水廠順利啟動(dòng).筆者主要對(duì)老虎灘污水處理廠的啟動(dòng)調(diào)試以及在調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題,提出可行高效解決技術(shù)措施,為北方城市污水處理的CAST 工藝在冬季啟動(dòng)調(diào)試提供參考.1 工程概況1 1 工藝流程大連老虎灘污水處理廠的工藝流程(如圖1所示

4、.圖1 污水處理廠工藝流程圖1 2 設(shè)計(jì)水質(zhì)大連老虎灘污水處理廠的進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示.表1 老虎灘污水廠進(jìn)出水水質(zhì)設(shè)計(jì)值(mg L -1項(xiàng)目國家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)A 標(biāo)準(zhǔn)B 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)水設(shè)計(jì)值出水設(shè)計(jì)值 (COD506035060 (BOD 5102015020 (SS102024020 (NH 3-N 水溫>12 58248 (NH 3-N 水溫<128152415 (TP2005-12-31前建設(shè)11 531 5 (TP2006-01-01起建設(shè)0 5131 51 3 工藝特點(diǎn)CAST 反應(yīng)池分為生物選擇區(qū)和主反應(yīng)區(qū),2006年09月第22卷第5期 沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版Journa

5、l of Shenyang Jianzhu U niversity (N atural ScienceSep. 2006V ol 22,No 5運(yùn)行時(shí)按進(jìn)水 曝氣、沉淀、潷水 閑置完成一個(gè)周期,CAST的成功運(yùn)行可將廢水中的含碳有機(jī)物和包括氮、磷的污染物去除.8個(gè)生物池分成4組,4組的循環(huán)安排見表2.表2 4組生物池循環(huán)時(shí)序組數(shù)時(shí)序/h第1第2第3第41、2池進(jìn)水曝氣進(jìn)水曝氣沉淀潷水3、4池沉淀潷水進(jìn)水曝氣進(jìn)水曝氣5、6池潷水進(jìn)水曝氣進(jìn)水曝氣沉淀7、8池進(jìn)水曝氣沉淀潷水進(jìn)水曝氣1 4 主要構(gòu)筑物與設(shè)備(1細(xì)格柵2臺(tái),柵距3mm,額定功率1 1 kW.(21座2格曝氣沉砂池,18m!10 5m!

6、4 5m.橋式吸砂機(jī)1臺(tái),行走速度25m/min;螺旋輸送、壓榨一體機(jī)1臺(tái),輸送長度6141mm.(3CAST池8個(gè).每個(gè)池的尺寸為50m!20 m!6 5m,有效容積6000m3;選擇器容積600 m3;污泥負(fù)荷0 08kg BOD5/(kgM LSS d;泥齡16d;污泥回流比20%.每個(gè)生物池設(shè)有進(jìn)水閘門1臺(tái),最大提升高度1m,額定功率0 75kW;攪拌器2臺(tái),額定功率1 5kW;葉輪直徑370mm,潛水最大深度20m;污泥回流泵1臺(tái),水泵壓力80 kPa,流量55 8L/s;剩余污泥泵1臺(tái),流量27 4 L/s,水泵壓力14kPa;潷水器1臺(tái)(1拖2,排水量1100!2(m3/h,潷水

7、深度2400m m;GVA盤式曝氣頭800個(gè),4m水深的氧利用率為22% 35%,膜片厚度2 2mm.(4多級(jí)離心鼓風(fēng)機(jī)6臺(tái)(4用2備,功率200kW,風(fēng)量7000m3/h.(5排海泵4臺(tái)(3用1備,流量1400m3/h,額定功率140kW,揚(yáng)程270kPa.(6帶式脫水機(jī)3臺(tái)(2用1備,處理量:40 60m3/h,有效過濾面積25 5m2,帶寬2 1m,功率0 0750 37kW.2 污泥培養(yǎng)馴化過程與結(jié)果2 1 培養(yǎng)馴化期間進(jìn)水水質(zhì)污水廠自11月23日起進(jìn)行活性污泥培養(yǎng)馴化工作,12月15日左右結(jié)束,此期間進(jìn)水水質(zhì)見表3.表3 進(jìn)水水質(zhì)項(xiàng) 目溫度/pH(BOD5/(mg L-1(COD/(

8、mg L-1(SS/(mg L-1(NH3-N/(mg L-1(T P/(mg L-1均值7 07 8661 915088141 59變化范圍6 87 37 628 213010090252451329201 012 28活性污泥培養(yǎng)馴化的最佳溫度應(yīng)在15 以上,如果進(jìn)水溫度低于8 ,直接進(jìn)行污泥培養(yǎng)困難1-4,而由表2可知,老虎灘污水處理廠的進(jìn)水水溫僅在7 0 左右,因此,對(duì)污泥培養(yǎng)非常不利;另一方面,進(jìn)水BOD和SS值也較低,直接進(jìn)行污泥培養(yǎng)也很困難5.針對(duì)這種情況,采用接種法進(jìn)行污泥培養(yǎng),接種污泥選用具有一沉池和二沉池的大連市春柳河污水處理廠脫水后污泥.2 2 活性污泥培養(yǎng)階段從11月2

9、3日開始,每天5:008:00進(jìn)行所有生物池沉淀,8:0010:00潷水,10:0014:00進(jìn)水曝氣,14:005:00悶曝.在進(jìn)水曝氣階段投加污泥(每d3車,每車8t左右,同時(shí)打開生物選擇器內(nèi)的攪拌器和主反應(yīng)區(qū)回流泵,讓接種污泥與污水充分混合.此過程為運(yùn)行人員手動(dòng)操作,持續(xù)一周.到11月末,生物池泥水混合液由黑色逐漸變?yōu)榛液稚?沉降比達(dá)到了4左右,污泥質(zhì)量濃度達(dá)到700mg/L左右,但污泥活性及絮凝性能較差.觀察生物相,累枝蟲和鐘蟲已達(dá)到一定數(shù)量.同時(shí),生物池上原有的大量泡沫現(xiàn)在也變得很少.2 3 活性污泥馴化和穩(wěn)定階段從11月30日開始污水廠按設(shè)計(jì)自動(dòng)運(yùn)行,但剩余污泥泵不投入使用.進(jìn)水量

10、控制在40000 t/d左右,以防止負(fù)荷過高對(duì)污泥產(chǎn)生沖擊.一周后,污泥質(zhì)量濃度達(dá)到1000mg/L左右,污泥質(zhì)量得到改善,菌膠團(tuán)密實(shí),鐘蟲數(shù)量由少迅速增多,累枝蟲大量出現(xiàn).此后,污水廠滿負(fù)荷運(yùn)行,進(jìn)水量77000t/d左右.此期間水質(zhì)數(shù)據(jù)見表4.796沈陽建筑大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版第22卷表4 活性污泥馴化和穩(wěn)定階段進(jìn)出水水質(zhì)進(jìn)出水日期月日t水溫/ pH(COD/(m g L-1(BOD5/(mg L-1(SS/(mg L-1(NH3-N/(mg L-1(T P/(mg L-1123進(jìn)水6 98 01120335516 31 36 123出水-8 043512915 41 54 127進(jìn)水6

11、97 81164486017 31 04 127出水-8 15314816 10 91 1211進(jìn)水6 97 7109928115 61 23 1211出水-7 9206710 21 14 1215進(jìn)水6 97 9148535817 41 65 1215出水8 0626101212 51 07由表可知:出水水質(zhì)達(dá)到設(shè)計(jì)值,標(biāo)志著活性污泥培養(yǎng)成熟,但氨氮和總磷的去除率不高,分析其原因是由于污泥質(zhì)量濃度不高且活性較差,水溫較低,微生物只具備降解有機(jī)物的能力,還未能將大部分氨氮氧化;同時(shí),整個(gè)系統(tǒng)沒有排泥,磷的去除是通過排泥實(shí)現(xiàn)的,所以氨氮和總磷的去除率不高;另外,出水pH值略有下降,分析其原因是由

12、于污泥質(zhì)量濃度不高,異養(yǎng)微生物對(duì)有機(jī)底物的分解代謝和合成代謝,最終都要形成CO2, CO2溶解在水中導(dǎo)致pH下降6-9.3 啟動(dòng)調(diào)試過程中出現(xiàn)的問題及解決措施3 1 進(jìn)水BOD低,營養(yǎng)源不足進(jìn)水BOD低,微生物繁殖所需的營養(yǎng)源不足.老虎灘污水處理廠通過投加大連市春柳河污水廠的一沉池和二沉池脫水后污泥,為微生物提供充足的營養(yǎng)源,又為微生物形成菌膠團(tuán)提供載體.3 2 進(jìn)水溫度過低進(jìn)水溫度在7 左右,極不利于活性污泥的培養(yǎng),老虎灘污水處理廠的生物池全部建在室內(nèi)以減少水中熱量的散失.同時(shí),微生物的數(shù)量不高,消耗氧數(shù)量少,可通過控制曝氣量以減少曝氣過程中對(duì)水的熱量損失.3 3 潷水后期有微弱曝氣現(xiàn)象老虎

13、灘污水處理廠的最高水位在5 8m,潷水后液位在3 8m.在運(yùn)行中發(fā)現(xiàn),當(dāng)潷水液位達(dá)到4 5m左右時(shí),生物池中有微弱曝氣現(xiàn)象,同時(shí)活性污泥被攪起,出水帶有大量污泥.分析其原因是當(dāng)曝氣階段結(jié)束時(shí),空氣閥關(guān)閉,而生物池處于高液位,曝氣管路中空氣的余壓等于高水位的壓力,在潷水時(shí),水位逐漸降低,空氣管路中的余壓大于曝氣頭上面的水壓,所以空氣逐漸從曝氣頭溢出.解決辦法:在每個(gè)生物池曝氣主管路上空氣閥后加一個(gè)電磁閥,當(dāng)曝氣結(jié)束空氣閥關(guān)閉時(shí),打開電磁閥,使空氣管路與大氣連通,防止空氣管路壓力大于水的壓力.3 4 生物池沒有排空系統(tǒng)生物池放空是污水廠檢修中的首要程序,但老虎灘污水處理廠生物池沒有任何放空系統(tǒng),給

14、污水廠的檢修工作帶來極大不便.由于該廠的所有的剩余污泥管線是連通的,所以通過在所有生物池和剩余污泥管線總管上安裝一個(gè)蝶閥來實(shí)現(xiàn)放空.當(dāng)需要排水時(shí),只需將總管和需排水生物池的蝶閥關(guān)閉,其余生物池蝶閥打開,然后啟動(dòng)剩余污泥泵將需排水生物池水排入其他池中.因剩余污泥泵的水泵壓力高,當(dāng)向其他池排水時(shí)比向污泥穩(wěn)定池排泥水泵壓力低很多,所以排水量增大,很快將水排干.同時(shí),生物池之間相互可以排水,當(dāng)檢修完的生物池需要啟動(dòng)時(shí),只需將其他池污泥導(dǎo)入該池即可.4 結(jié) 論(1老虎灘污水處理廠啟動(dòng)調(diào)試的運(yùn)行結(jié)果表明,只要采取適當(dāng)措施,CAST工藝在冬季低溫條件下啟動(dòng)是可行的,處理效果滿足要求.(2對(duì)于城市污水處理廠,

15、在進(jìn)水溫度過低,有機(jī)物濃度不高的情況下,采用接種法進(jìn)行活性污泥培養(yǎng)是一種快速、高效的方式.(3污泥培養(yǎng)初期,活性污泥中的揮發(fā)性懸浮固體(MLSS所占比例低,污泥的活性較差,沉降第22卷李亞峰等:低水溫、低有機(jī)負(fù)荷條件下CAST工藝城市污水處理廠的啟動(dòng)調(diào)試及活性污泥培養(yǎng)797性能較好,SV I 值一般在70左右.(4在滿足供氧要求的前提下,減少曝氣量可以減少熱量的散失,對(duì)污泥培養(yǎng)有利.參考文獻(xiàn):1 孫劍輝,門怡新,徐文剛.循環(huán)式活性污泥法(CAST 的設(shè)計(jì)要點(diǎn)J.中國給水排水,2003,19(1:89-91.2 Nov ak L.Dynamic mathematical modeling of

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