A2/O工藝城市污水處理模擬實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br /> 按照國家[污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)]（GB8978-1996）規(guī)定，氨氮最高容許排放濃度二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是25mg/L，磷酸鹽（以P計(jì)）最高容許排放濃度二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)是1.0mg/L。厭氧—缺氧—好氧（A²O）工藝是污水除磷脫氮技術(shù)的主流工藝，同常規(guī)活性污泥相比，不僅僅能生物去除BOD，而且能去除氮和磷，這對(duì)于防止水體富營養(yǎng)化的加劇具有重要的作用。本設(shè)備是A²O工藝的教學(xué)演示和動(dòng)態(tài)實(shí)驗(yàn)設(shè)備。通過設(shè)備實(shí)驗(yàn)希望達(dá)到以下目的：
了解A²O工藝的組成，運(yùn)行操作要點(diǎn)；
確定去除濾高、能量省的運(yùn)行參數(shù)，知道生產(chǎn)運(yùn)行；
針對(duì)一些工業(yè)污染源對(duì)該工藝運(yùn)行的沖擊，提出準(zhǔn)確的判斷，避免造成較大的事故；
用設(shè)備培訓(xùn)學(xué)生、技術(shù)人員、操作人員，考核其獨(dú)立的工作能力，提高人員的技術(shù)素質(zhì)和企業(yè)管理水平；
利用設(shè)備運(yùn)輸方便的特點(diǎn)可以在擬建污水廠的現(xiàn)場，進(jìn)行污水處理可行性的試驗(yàn)。
設(shè)備的工作原理
設(shè)備的工藝流程如下圖所示：

在利用生物去除水中有機(jī)物的同時(shí)，進(jìn)行生物除磷脫氮，包括厭氧、缺氧、好氧三個(gè)不同過程的交替循環(huán)。具體如下：
厭氧池  如工藝流程圖所示，污水首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，兼性厭氧的發(fā)酵細(xì)菌將水中的可生物降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸（VFAs）低分子發(fā)酵產(chǎn)物。除磷細(xì)菌可將菌體內(nèi)存貯的聚磷分解，所釋放的能量可供好氧的除磷細(xì)菌在厭氧環(huán)境狹隘維持生存，另一部分能量還可供除磷細(xì)菌主動(dòng)吸收環(huán)境中的VFA類低分子有機(jī)物，并以聚ß丁酸（PHB）的形式在菌體內(nèi)貯存起來。
缺氧池  污水自厭氧池進(jìn)入缺氧區(qū)，反硝化細(xì)菌就利用好氧區(qū)中經(jīng)混合液回流而帶來的硝酸鹽，以及污水中可生物降解有機(jī)物進(jìn)行反硝化，達(dá)到同時(shí)去碳及脫氮的目的。
好氧池  最后污水進(jìn)入曝氣的好氧區(qū)，除磷細(xì)胞除了可吸收、利用污水中殘剩的可生物降解有機(jī)物外，主要是分解體內(nèi)貯積的PHB，產(chǎn)生的能量可供本身生長繁殖。此外還可以主動(dòng)吸收周圍環(huán)境中的溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)貯積起來。這時(shí)排放的出水中溶解磷濃度已相當(dāng)?shù)停欣谧责B(yǎng)的硝化細(xì)菌生長繁殖，并將氨氮經(jīng)硝化作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽。非除磷的好氧性異養(yǎng)菌雖然也存在，但它在厭氧區(qū)受到嚴(yán)重壓抑，在好氧區(qū)又得不到充足的營養(yǎng)，因此在與其它生理類群的微生物競爭中處于相對(duì)弱勢。排放的剩余污泥中，由于含有大量能超量貯積聚磷的貯磷細(xì)菌，污泥含磷量最高可達(dá)到6%（干重）以上，因此大大提高了磷的去除效果。                                                                                            
設(shè)備組成和規(guī)格
環(huán)境溫度：5℃～40℃
設(shè)備本體材質(zhì)主要由有機(jī)玻璃制成        
處理能力約：5L/h
運(yùn)行控制方式：為可編程序自動(dòng)控制    
污泥負(fù)荷:（KgBOD₅/KgMLVSS·d）0.15~0.25   
污泥齡:15~27d      
污泥回流比:40~100%
設(shè)計(jì)處理效果:出水BOD₅≤20mg/l；BOD₅去除率≥86%
設(shè)備由一系列構(gòu)筑物、設(shè)備和連接管路等組成。除了原水箱以外，所有的構(gòu)筑物、設(shè)備和連接管路均安裝在一個(gè)鋼制臺(tái)架上。設(shè)備為24h連續(xù)運(yùn)行的設(shè)備，應(yīng)該保證原水箱水量充足。流水通暢，供電正常。
實(shí)驗(yàn)裝置主要有：
1、廢水配水箱1個(gè)（PVC制）        2、小型進(jìn)水泵1臺(tái)          3、進(jìn)水流量計(jì)1個(gè)
4、靜音充氧泵1臺(tái)                 5、氣體流量計(jì)1個(gè)          6、不銹鋼攪拌器2套
7、調(diào)速電機(jī)2臺(tái)                   8、可控硅調(diào)速裝置2套      9、污泥回流泵1臺(tái)
10、污泥回流流量計(jì)1個(gè)            11、混合液回流泵1臺(tái)       12、混合液回流流量計(jì)1個(gè)
13、自動(dòng)控制箱1套                14、可編程序控制系統(tǒng)1套   15、漏電保護(hù)開關(guān)1套
16、電源電壓表1個(gè)                17、按鈕開關(guān)                18、水池低部防水板1張
19、不銹鋼實(shí)驗(yàn)臺(tái)架1套            20、連接管道及閥門若干。
設(shè)備的外形尺寸約：長×寬×高=1000mm×500mm×1600mm。
裝置為24h連續(xù)運(yùn)行設(shè)備，每日需取樣化驗(yàn)污水和污泥，并測定和調(diào)整運(yùn)行參數(shù)。
需要的測定設(shè)備及儀器（用戶自備）
實(shí)驗(yàn)所需的監(jiān)測項(xiàng)目如下表所示，需要準(zhǔn)備相關(guān)的儀器和化學(xué)藥品。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡脑鰷p測定項(xiàng)目，并且測定項(xiàng)目可分為每日一次、隔日一次、每周測定一次幾種類型。
監(jiān)測項(xiàng)目

取樣點(diǎn)	分析項(xiàng)目
進(jìn)水：	Q、pH、COD、BOD5、溶解性BOD5、溶解性COD、TKN、NH3-N、NO2-N、NO3-N、SS、VSS、TP、PO4-P、堿度
厭氧池：	DO、T、SV、SVI、MLSS、MLVSS、TP
缺氧池：	DO、T、SV、SVI、MLSS、MLVSS、NO2-N、NO3-N
好氧池：	DO、T、SV、SVI、MLSS、MLVSS、NO2-N、NO3-N、TP
混合液回流：	Q、MLSS、MLVSS、BOD5、COD、NO2-N、NO3-N、TP
回流污泥：	Q、MLSS、MLVSS、BOD5、COD、NO2-N、NO3-N、TP
二沉池出水：	Q、pH、COD、BOD5、溶解性BOD5、溶解性COD、TKN、NH3-N、NO2-N、NO3-N、SS、VSS、TP、PO4-P、堿度

5、啟動(dòng)和運(yùn)行
首先必須認(rèn)真閱讀產(chǎn)品說明書，弄清楚組成裝置的所有構(gòu)筑物、設(shè)備和連接管路的作用，以及相互之間的關(guān)系，了解設(shè)備的工作原理。在次基礎(chǔ)上，方可開始設(shè)備的啟動(dòng)和運(yùn)行。
（1）啟動(dòng)。經(jīng)清水試運(yùn)行，確認(rèn)設(shè)備動(dòng)作正常，池體和管路無漏水時(shí)，方可開始微生物的馴化和培養(yǎng)。接種污泥可取自城市污水處理廠回流泵房的活性污泥，數(shù)量為厭氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池的有效容積。開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，全部設(shè)備均啟動(dòng)，進(jìn)水流量可從小開始，回流量也相應(yīng)減小，污泥全部回流，不排放剩余污泥，以培養(yǎng)異氧菌、貯磷菌、硝化菌、脫氮菌等，提高系統(tǒng)MLSS，固定進(jìn)水流量及混合液回流比（如50%），開啟厭氧池和缺氧池?cái)嚢?，速度盡量小，以不產(chǎn)生污泥沉淀即可，開啟好氧池氣泵進(jìn)行曝氣，曝氣強(qiáng)度應(yīng)使好氧池溶解氧DO達(dá)到2mg/L以上。
當(dāng)系統(tǒng)MLSS達(dá)到3000~5000mg/L時(shí)，試驗(yàn)參數(shù)穩(wěn)定，出水水質(zhì)良好，可逐漸加大進(jìn)水流量，相應(yīng)加大回流流量。視沉淀池內(nèi)污泥積累情況，定時(shí)開啟剩余污泥蠕動(dòng)泵，其流量視二沉池中的污泥層厚度和泥齡而定，不能放空。同時(shí)，固定污泥回流比。
此時(shí)，檢測出水水質(zhì)。如果COD、SS、NH₃-N、TP等達(dá)標(biāo)且系統(tǒng)狀態(tài)穩(wěn)定，就可以認(rèn)為啟動(dòng)階段結(jié)束。
（2）典型運(yùn)行參數(shù)

項(xiàng)目	單位	范圍
污泥負(fù)荷	KgBOD5/KgMLVSS·d	0.15~0.25
污泥齡	d	15~27
MLSS	mg/L	3000~5000
污泥回流比	%	20~！50
混合液回流比	%	100~300
DO	mg/L	厭氧<0.3；缺氧<0.5好氧<1.5~2.5

(3)主要影響因素

因素	影響
溫度T	主要影響硝化、反硝化。適宜溫度：15~30C。溫度對(duì)反硝化速率的影響與反應(yīng)器類別及硝酸鹽負(fù)荷有關(guān)，低負(fù)荷的系統(tǒng)受溫度的影響較小。水溫對(duì)生物除磷影響不大。
溶解氧DO	厭氧池磷的釋放，DO影響很大，應(yīng)控制在0.2mg/L以下；缺氧池反硝化。DO<0.5 mg/L；好氧池硝化、磷的吸收，DO>2 mg/L
pH	厭氧池pH不可太低，否則產(chǎn)生磷的無效釋放，也不可太高。否則可能產(chǎn)生磷酸鈣沉淀；缺氧池反硝化最適宜pH7.0~7.5；好氧池硝化反應(yīng)消耗堿度，對(duì)pH敏感，適宜pH7.0~8.0，磷的吸收，pH不能低于6.5
C/N、C/P	厭氧池磷的釋放需要揮發(fā)性脂肪酸VFA，隨著C/P值的增大，磷的去除率明顯增大，BOD5/TP應(yīng)大于20；缺氧池反硝化需要碳源，隨著C/N值的增大，N的去除率增大，BOD5/TKN應(yīng)大于4~6；好氧池異氧菌與硝化菌競爭底物，BOD5/TKN不宜太大，一般認(rèn)為：BOD負(fù)荷小于0.15 BOD5/gMLSS·d時(shí)，硝化反映才能正常進(jìn)行。
出水SS	主要影響P的去除，工藝去除溶解性磷，懸浮性磷仍存在于出水中。
泥齡θc	硝化反應(yīng)需要較長的泥齡，而出磷泥齡則不宜太高。因此，只要能滿足硝化及反硝化要求，系統(tǒng)按最低泥齡運(yùn)行。
水力停留時(shí)間HRT	厭氧池HRT不宜過長，否則導(dǎo)致沒有VFA吸收的齡釋放，一般取1~2小時(shí)；好氧池可取1~2小時(shí)。
回流比	混合液回流主要影響池容大小及脫氮效果，本試驗(yàn)最大回流比300%；污泥回流主要考慮硝態(tài)氮含量對(duì)厭氧區(qū)齡的釋放的影響，本試驗(yàn)最大回流比100%
硝態(tài)氮	厭氧區(qū)硝態(tài)氮與貯磷菌爭奪VFA，產(chǎn)生反硝化，影響磷的釋放。
有毒物質(zhì)	硝化菌對(duì)有毒物質(zhì)比較敏感，主要是一些重金屬如Zn、C、hg等，無機(jī)物CN、疊氮化鈉等，還有游離氨和亞硝酸鹽。

提高除磷與脫氮效果的措施
提高脫氮率的措施
降低系統(tǒng)容積負(fù)荷可提高去除率。
反硝化需要碳源，投加甲醇可提高去除效果。
硝化反應(yīng)需要堿度，因此，控制pH很重要。如原水堿度不足，應(yīng)投加堿度或考慮前置反硝化工藝（因反硝化產(chǎn)生堿度，可部分補(bǔ)充）。
因硝化菌的生長世代周期較長，所以提高泥齡能夠充分地進(jìn)行硝化反映，提高脫氮率。
提高除磷率的措施
生物處理工藝方面
適當(dāng)增長厭氧區(qū)水力停留時(shí)間。以使磷得到充分的釋放。
適當(dāng)增大缺氧池的池容，這樣會(huì)提高脫氮效果，以降低回流污泥中的硝酸鹽的含量。
污泥回流至缺氧池，缺氧池至厭氧池增設(shè)二級(jí)混合液回流，這樣一來進(jìn)入?yún)捬醭氐幕旌弦合跛猁}含量可降低（UCT工藝）
設(shè)前置厭氧/缺氧調(diào)節(jié)池，見污泥回流至調(diào)節(jié)池，以去除其中的硝酸鹽，保證其后餓厭氧池最佳狀態(tài)運(yùn)行（改良A/A/O工藝）
可將各區(qū)分段，利用有機(jī)物的梯度分布促進(jìn)除磷脫氮（VIP工藝）
其它工藝方面
后置濾池，以降低出水SS，從而去除懸浮性磷。
投加化學(xué)藥劑，提高出磷效果。
初沉污泥發(fā)酵或消化池污泥回流至厭氧區(qū)，以便將污泥中的顆粒性有機(jī)物轉(zhuǎn)化為VFA，但要注意避免甲烷的產(chǎn)生。