我用12天 搞定了冬季污水厂的总氮提标改造!

一、污水处理厂规模及工艺

污水处理厂上游很多工业厂，偷排严重。预处理单元包括一组系统，如粗格栅和进水泵房、细格栅和曝气沉砂池。曝气沉砂池出水进入主生化段。采用主生化段AA/O(设置预缺氧)生化反应工艺。后深度处理系统包括二沉、转盘滤池和次氯酸钠消毒，采用埋地结构设计，集中收集处理生活污水产生的气味。该厂设计10000m3/d，目前实际运行水量约8万m3/d左右。出水总氮18-20mg/l，其合《城市污水厂污染物排放标准》一级A排放要求的其他指标。目前进出水数据见下表(无碳源)。政府要求限期整改，15天内从一级A标准提高到总氮排放标准(出水总氮小于10mg/l）。但水厂目前处于系统冲击恢复期，总氮去除率低，短期内无法满足特排水标准。实际数据见下表：

二、调试过程

1、准备工作

12月2日，水厂正式入驻。经过现场的详细调查和评估，在不影响厂家正常生产的前提下，对原有碳源加入系统进行了改造和优化：生化池新铺设了30多米的输送管道，增加了2个碳源加入点进行测量控制。

当天下午，复合碳源正式投入，全过程点位条件指标和工况控制测量；现场工艺和水质数据的整理确认。

2.生产性投资试用过程

调试周期为12月2日至12月13日

1)碳源投加初期(12月2日至12月7日)

12月3日上午，我去工厂检测二沉池的硝酸盐氮，与前相比没有明显变化。取生化池污泥，进行反硝化反应小实验。结果表明，其脱氮效率很差，生化系统中的反硝化细菌数量很少，需要培养细菌，以丰富反硝化细菌。

其生化系统操作如下:减少内回流(2倍回流比)，增加缺氧区实际停留时间，严格控制PH、溶解氧，加入碳源，丰富反硝化细菌，增强脱氮能力。同时，控制碳源投入量为400kg/天(100万COD当量）。

观察镜检及SV30:镜检只发现魔门虫和钟虫，菌胶团伸出丝状菌，魔门虫的身体更多。SV30发现上清液中含有一些悬浮碎污泥絮体。考虑到目前的恢复期，它正处于富集反硝化细菌的培养阶段，将好氧末端溶解氧降低到2.5-3mg/l，尽量减少操作，避免生化系统波动。

12月5日，反硝化实验显著发现反硝化气泡增多，脱氮效率显著提高，生化系统细菌培养具有初步作用。

12月7日，系统出水试验总氮数据低至13mg/l，并继续下降。

2)工艺变化阶段(12月8日至12月13日)

12月8日，镜检观察到部分丝状菌伸出菌胶团，可见魔门虫、钟虫、累枝虫、轮虫、聚缩虫、游泳纤毛虫等。微生物种类比以前丰富。沉降比为30%。MLSS2700mg/l，活性污泥生物种群丰富，生物活性增强，处理效率提高。暂停排泥，确保生物繁殖和适应。将碳源增加到500kg/天。

12月10日，生化系统出水总氮保持在9日mg/l，停止下降趋势。找出原因，了解当前缺氧区只停留3小时。将系统内回流出口调整到厌氧区，扩大缺氧区，增强系统脱氮能力。

12月11日，生化系统出水总氮下降趋势恢复。

12月13日，生化缺氧区末端的硝酸盐氮已低于1mg/l，提高内回流量，将原来的2倍回流比提高到2.5倍。

12月14日，系统出水总氮达到5mg/l。

3、数据汇总

1)进出水数据曲线

(1)总进出水COD、TN指标

(2)系统进出水总磷

2.生化系统污泥生物相调试前

3.生化系统污泥生物相调试后

添加碳源后，镜检观察到菌胶团更紧，伸出的丝状菌数减少，微生物种类增多，从低到高的微生物都能看到，活性好。

四、数据分析

1.生产试验期为冬季低温期，气温接近0℃，水温在16℃左右（现13℃）；

2.试用期内进水负荷略有波动， COD维持在140—180mg/L ，总氮在32—45mg/L间波动；TN由20mg/L降低到5mg/l水平证明，生化系统基本充分利用外加碳源，总氮去除达到预期效果。

3.调试过程中可以观察到，虽然培养时间短，但系统出水总磷仍呈下降趋势，辅助除磷能力强。一个月后，当调查水厂时，总磷浓度降至0.1mg/l。

4.调试期间，生化系统污泥浓度、生物种群、生物活性、生物胶团状态、沉降性能和污泥产量在较低水温下得到相对稳定的维护。

五、探讨调试运行问题

根据冬季低温低碳源的水质条件(13℃），根据实验，8000吨/天的处理水量得出结论：系统出水TN控制在6mg/L生化池多需要500公斤/天左右的碳源。

1.碳源投加点的选择和投加量的合理性判断

外加碳源的投入使用需要根据外加碳源的性能对投入点进行相应的调整。投入点的顶部（反应停留时间的延长）有利于反硝化的彻底性。投入点的选择基于以下条件：

A、反应停留时间

B、硝氮浓度(进水、回流消化液流量和浓度等)

C、溶氧状态(溶氧稳定性低于0.3mg/l）

D、混合状态(混合均匀，流态清晰)

E、脱氮除磷兼顾(脱磷细菌和反硝化细菌对碳源的抢夺调配)

F、原水碳源利用(生化段进水COD使用降解梯度)

结合污水厂系统的工艺和实际运行情况，进水与外回流混合后溶液的硝氮浓度高于8mg/l，预缺氧溶解氧过高，不能发挥反硝化作用。厌氧段未添加额外碳源时，厌氧出水硝氮浓度保持在8mg/l左右厌氧段反硝化作用不足，给缺氧段反硝化脱氮带来压力。因此，在调试过程中，考虑将硝化液返回厌氧段，选择溶解氧低、硝酸盐氮浓度高的地方补充碳源，利用厌氧段的停留时间和碳源促进厌氧区硝氮的恢复，降低厌氧水中硝氮的浓度。碳源流入缺氧段，继续用于反硝化脱氮和释磷反应。(实际使用表明厌氧出水硝氮浓度明显降低)。改变硝化液回流点和外碳源加入点的操作是尽可能提前添加碳源，延长反硝化时间，加强反硝化反应的脱氮效率，增加脱氮的数量，从而减少好氧末端的出水硝（或TN）浓度。

合理调整内外回流量，回流量的调整变化导致缺氧段水力流量的变化，以及回流至缺氧段的硝氮。调整停留时间、碳源投入量、水力流速、反应速率和效率将确定厌氧和缺氧区硝氮的去除量。根据试验期内各种调整的数据，大致可以判断碳源加入厌氧区12天后，内回流比约为200%-250%，实现强化反硝化。

合理量合理性判断：根据前馈、中馈和后馈综合判断。COD以及硝酸盐氮的过程指标数据。缺氧末端硝氮≤1mg/l，硝酸盐氮3-4-4mg/l，硝氮3的好氧末端h。

就污水处理厂目前的水质和整体运行情况而言，总氮是否接近并小于内部控制指标，缺氧出水硝酸盐氮是否接近
来源：环保工程师

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