污水處理廠預(yù)處理系統(tǒng)跌水復(fù)氧對(duì)碳源消耗及其對(duì)策
選取太湖流域某污水廠預(yù)處理系統(tǒng)為研究對(duì)象，開(kāi)展預(yù)處理系統(tǒng)跌水復(fù)氧對(duì)進(jìn)水碳源消耗試驗(yàn)研究。結(jié)果表明，預(yù)處理系統(tǒng)跌水復(fù)氧效果明顯，DO高點(diǎn)可達(dá)7mg/L，為預(yù)處理構(gòu)筑物中的活性微生物提供了良好的利用進(jìn)水碳源的條件。
進(jìn)一步測(cè)試了預(yù)處理構(gòu)筑物池壁微生物的耗氧速率和快速碳源利用率，發(fā)現(xiàn)池壁微生物耗氧速率是生物系統(tǒng)活性污泥耗氧速率的4.6倍，對(duì)快速碳源(醋酸鈉)的消耗速率高達(dá)31.11mgCOD/(gVSS˙h)。在此基礎(chǔ)上提出了應(yīng)對(duì)預(yù)處理系統(tǒng)跌水復(fù)氧對(duì)碳源消耗的建議，為未來(lái)污水處理廠預(yù)處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和改造提供技術(shù)支持。
目前，我國(guó)污水處理廠進(jìn)水碳源不足問(wèn)題已較普遍，碳氮比、碳磷比偏低嚴(yán)重影響后續(xù)生物系統(tǒng)脫氮除磷能力。研究發(fā)現(xiàn)，污水處理廠預(yù)處理系統(tǒng)對(duì)進(jìn)水碳源的消耗明顯，其中預(yù)處理系統(tǒng)的跌水復(fù)氧是導(dǎo)致進(jìn)水碳源特別是快速碳源消耗的一個(gè)主因，導(dǎo)致碳源不足問(wèn)題更加凸顯(見(jiàn)圖1)。
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圖1進(jìn)水提升泵出水井與細(xì)格柵出水口跌水復(fù)氧實(shí)景
1污水廠基本情況
1.1工藝現(xiàn)狀
太湖流域某污水處理廠前三期污水處理工藝同為多點(diǎn)進(jìn)水A2/O工藝，預(yù)處理系統(tǒng)包括粗格柵、進(jìn)水泵房、曝氣沉砂池、細(xì)格柵和初沉池;生物段由厭氧池、缺氧池和好氧池組成，深度處理系統(tǒng)為濾布濾池，根據(jù)實(shí)際需求可進(jìn)行A2/O工藝和倒置A2/O工藝的自由切換，工藝見(jiàn)圖2。
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圖2太湖流域某污水廠工藝流程
2預(yù)處理系統(tǒng)碳源消耗測(cè)試研究
2.1預(yù)處理系統(tǒng)碳源消耗點(diǎn)識(shí)別
碳源消耗點(diǎn)識(shí)別過(guò)程遵循以下兩個(gè)原則：(1)明顯的跌水復(fù)氧點(diǎn)(2)具備沉淀的功能區(qū)；谝陨显瓌t，將調(diào)研污水廠預(yù)處理段跌水復(fù)氧點(diǎn)進(jìn)行梳理，選擇測(cè)試點(diǎn)如下：粗格柵進(jìn)口、進(jìn)水泵房出口、曝氣沉砂池進(jìn)水口、曝氣沉砂池出水口、細(xì)格柵出口、初沉池出水口、生物系統(tǒng)進(jìn)水口。
圖3表明，沿程DO和ORP值呈現(xiàn)正相關(guān)。DO和ORP值升高后又下降說(shuō)明污水中的還原性物質(zhì)(主要為碳源，如VFA)含量降低。
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圖3預(yù)處理系統(tǒng)沿程DO、ORP值變化曲線
圖4表明，預(yù)處理系統(tǒng)沿程COD濃度呈下降趨勢(shì)，而SCOD濃度呈現(xiàn)先下降后上升趨勢(shì)。預(yù)處理階段對(duì)進(jìn)水COD有明顯去除，主要去除單元為初沉池;進(jìn)水SCOD在初沉池之前為下降趨勢(shì)，經(jīng)過(guò)初沉池后SCOD濃度出現(xiàn)上升，SCOD濃度下降原因?yàn)槌乇谖⑸、回流污泥和進(jìn)水中的活性微生物等利用污水跌水復(fù)氧后的高DO消耗進(jìn)水碳源。由于初沉池排泥不暢，大量的初沉污泥在初沉池底部長(zhǎng)時(shí)間停留發(fā)生了水解發(fā)酵，顆粒性COD水解溶出，補(bǔ)充了進(jìn)水中SCOD濃度降低。
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圖4預(yù)處理系統(tǒng)沿程COD、SCOD濃度變化曲線
2.2預(yù)處理系統(tǒng)碳源消耗能力測(cè)試
2.2.1跌水復(fù)氧區(qū)域的池壁微生物活性測(cè)試
從污水廠格柵井、曝氣沉砂池廊道池壁等位置刮下微生物(見(jiàn)圖5)后，直接測(cè)試其耗氧速率：池壁微生物的耗氧速率高達(dá)28mgO2/(gVSS˙h)，而該廠生物系統(tǒng)活性污泥耗氧速率為6.07mgO2/(gVSS˙h)，可見(jiàn)池壁微生物活性非常強(qiáng)。
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圖5池壁微生物實(shí)景圖
2.2.2預(yù)處理段池壁微生物活性模擬試驗(yàn)
選取預(yù)處理段進(jìn)水井和格柵井池壁、曝氣沉砂池廊道池壁等位置微生物，測(cè)試對(duì)快速碳源的去除能力，結(jié)果見(jiàn)圖6。池壁微生物對(duì)快醋酸鈉的利用速率為31.11mgCOD/(gVSS˙h)，可見(jiàn)，池壁微生物對(duì)進(jìn)水中快速碳源的利用能力不容忽視。
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圖6池壁微生物對(duì)快速碳源利用能力擬合曲線
3對(duì)策及建議
(1)污泥處置后的回流液進(jìn)行預(yù)處理，去除回流液中的活性污泥組分，如采用投加絮凝劑沉淀的方法，降低回流液中活性污泥對(duì)進(jìn)水碳源的消耗;
(2)由于高差需求，各構(gòu)筑物之間必定需要跌水，可在跌水處設(shè)置柔性跌水導(dǎo)流板，降低氣水混合效果，降低污水氧氣攝入量;
(3)初沉池運(yùn)行過(guò)程中，減少排泥，提高初沉池中的污泥量，可有效將進(jìn)水中的顆粒性COD水解發(fā)酵后溶出，補(bǔ)充進(jìn)水碳源的不足。
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