进水温度对污水处理A2/O工艺出水水质影响的研究

李 诚

(广东省水利电力勘测设计研究院，广州 510635)

文章编号：1006—2610(2015)02—0009—04

进水温度对污水处理A2/O工艺出水水质影响的研究

李 诚

(广东省水利电力勘测设计研究院，广州 510635)

以广东省南部某采用A2/O工艺的生活污水处理厂为研究对象，分析该水厂设计与实际运行情况的差异。以进水水温(T)作为基本参数，检测该水厂在不同水温条件下出水中固体悬浮物浓度(SS)、BOD浓度、总氮(TN)浓度、总磷(TP)浓度，分析温度变化对出水指标的影响以及在A2/O工艺设计中，温度与水厂各项参数的对应关系。

污水处理；A2/O工艺；温度

1 概 述

厌氧/缺氧/好氧活性污泥法(A2/O)作为现行较为成熟实用的污水处理工艺被许多城市污水处理厂使用。该工艺在原有厌氧/好氧(A/O)除磷工艺的基础上，增加一个缺氧流程，将部分混合的出流液由好氧段回流至缺氧段，从而实现氮和磷的同时去除。A2/O可以达到污水总BOD5去除率超过90%，固体悬浮物去除率超过90%，总氮去除率超过70%，总磷去除率超过90%[1]。

在采用A2/O工艺的污水处理厂设计过程中，溶解氧(DO)、总氮(TN)、总磷(TP)、固体悬浮物浓度(SS)、污泥负荷(K)、进水pH值、污泥龄(TS)、污泥回流比(RN)一直被作为水厂设计重要指标，但进水温度(T)并未作为一个重要设计参数，常取经验值18 ℃或20 ℃，这样污水处理厂实际运行过程中，运行结果与设计计算结果不符，导致水厂实际出水水质达不到设计出水标准，影响水厂正常生产。

本文以广东省南部某市生活污水处理厂为例，采用A2/O工艺，结合该水厂原设计指标与实际运行情况，就进水温度(T)对水厂实际运行中存在的各种影响进行了研究和探讨。

2 参数分析

2.1 设计参数

图1 水厂工艺流程图

根据以上参数设计的 A2/O工艺，按照设计要求，水厂出水水质应达到BOD≤9.95 mg/L，TP≤0.22 mg/L，SS≤30 mg/L,TN(以N记)≤2 mg/L，TN≤8 mg/L。水厂建成后，实际运行出水水质常无法达到原设计要求。水厂出水水质出现TP、TN、SS超出GB18918-2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》[2]要求，与此同时，A2/O工艺中剩余污泥量也呈非稳定线性变化，反应器中出现污泥堆积，导致原水中科生物降解的悬浮固体无法被有效地去除，出水SS偏高。

2.2 参数分析

分析水厂实际运行过程中进厂原水、出厂水质，结合厌氧、缺氧、好氧段各反应器设计参数及运行情况，排除水厂工艺选择及构筑物建造过程中的问题。考虑水厂位于广东省南部，该地区全年温差不大且相对较高。经检测，该水厂进水全年平均水温20.7 ℃左右，与原设计进水温度有较大出入，可以确定进水水温的改变是影响水厂出水水质的一个重要因素。

由于各类自然因素的影响，该水厂全年进水温度随季节、气候变化。在不改变水厂现有运行参数的条件下，将水厂原水温度T作为基本参数，对在不同原水进水温度下，水厂出水BOD浓度、TN、TP、SS及剩余污泥量Y进行检测。分析水厂出水水质及运行结果的变化是否与温度的变化有直接联系。其检测结果见图2～6。

分析图3数据，对照该水厂A2/O工艺好氧段硝化反应，其反应速率随温度升高而加快,当温度过低时,硝化菌的生命活动几乎停止。硝化细菌比增长速率μ与温度的关系为[3]:

μ(m,T)=μmθ(T-20),k(d,T)=k20(T-20)

(1)

式中:μm为在不同温度下最大比增长速率;θ为温度系数,在该温度下对亚硝酸菌θ为1.12、对硝酸菌为1.07;μm、kd为经验值，μm在θ=1.07的情况下取值为6.0，而kd在θ=1.04的情况下取1.02[4]。μm、kd的设计值直接与其幂指数T有关，这两个系数的值将直接影响生物产量，从而决定曝气池容积。在P去除的过程中，生物产量根据公式：

(2)

图2 不同进水温度与出水TN-N浓度的关系图

图3 不同进水温度与出水BOD浓度的关系图

图4 不同进水温度与出水总磷TP浓度的关系图

图4、5、6中数据表示该水厂出水氮、磷随温度变化关系。在A2/O工艺氮去除及硝化反硝化的计算过程中，活性污泥中异养细菌和硝化反应系数以及活性污泥动力学系数的典型值取值范围常随温度的改变而变化。从该水厂实际的建造及运行结果来看，该系数常常在0.5附近。设计中按进水温度18 ℃为参照，0.8为经验值取值，导致缺氧段的反硝化反应速率偏小，厌氧硝化反应脱氮效果偏差，出水TN含量始终高于出水标准水量。

图5不同进水温度与出水总固体悬浮物SS浓度的关系图

图6 不同进水温度与出水总氮TN浓度的关系图

3 结 语

在进水水质及水厂设计参数不变的情况下，水厂设计进水温度与其实际运行进水温度的差异，意味着水厂出水水质无法达到原设计要求。考虑广东该水厂设计进水水温低于实际进水水温，对原水进行降温难度较大，最终采用在曝气池内添加隔板减小曝气池体积同时加大曝气量；在缺氧反应段平行增加辅助池，延长厌氧段水力停留时间的方式，解决水厂现阶段运行过程中出现的问题。

A2/O工艺设计中，原水水温的取值直接影响水厂的运行结果。应在设计过程中充分地考虑水厂当地气候条件及气温变化范围，尽量避免运行过程中出水水质不达标需要对水厂进行二次建设。设计进水温度与实际进水温度偏差值不宜大于2 ℃，当设计进水温度略低于实际进水温度时，可以在水厂进水位置添加水池调节水温以满足设计要求。

[1] Henze, M.Capabilities Of Biological Nitrogen Removal Processes From Wastewater [J].Water Science Technology,1991,(23):669-679.

[2] GB18918-2002,城镇污水处理厂污染物排放标准[S].北京：中国环境科学出版社，2003.

[3] T. George, L.B. Franklin , Stensel ,H.D.Wastewater Engineering :Treatment And Reuse[C]//4thed, Metcalf& Eddy, Inc.2003.

[4] Grandy, C.P.L.Jr., G.T. Daigger, and H.C. Lim. Biological Wastewater Treatment[C]//2ded, Marcel Dekkler, Inc.1999.

[5] ATV-DVWK -M 368E,German ATV-DVWK-Rules and Standards .Biological Stabilization of Sewage Sludge[S].2003.

[6] Stensel ,H.D.,G.Horne .Evaluation Of Denitrificaiton Kinetics At Wastewater Treatment Facilities[C]//Proceedings, Research Symposium, Water Environment Federation 73rd Annual Conference& Exposition, Anaheim, CA.2000.

Study on Impacts From Incoming Water Temperature on Quality of Outgoing Water Treated by A2/0 Technology

LI Cheng

(Guangdong Hydropower Planning and Design Institute, Guangzhou 510635,China)

With the domestic sewage treatment plant applying A2/O technology in southern Guangdong province as the study object, difference between design and actual operation of the treatment plant is analyzed. The incoming water temperature (T) is worked as the basic parameter,SSconcentration, BOD concentration, TN concentration and TP concentration in the outgoing water of the treatment plant at the different water temperature are inspected. Impacts on the indexes of the outgoing water by temperature variation as well as the corresponding relationship between temperature and parameters of the treatment plant in design A2/O technology are analyzed.

sewage treatment; A2/0 technology; temperature

2015-03-09

李诚(1989- ),男,湖北省襄樊市人,助理工程师，主要从事水厂给排水设计工作.

TV213

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10.3969/j.issn.1006-2610.2015.02.003