瑞安市江北污水处理厂扩建工程AAO工艺的应用

【摘 要】瑞安市江北污水处理厂扩建工程设计规模为7万m3/d，采用多模式AAO工艺，尾水采用液氯消毒，出水水质达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）的一级B标准。本文介绍了该工程的工艺特点、工艺流程、设计参数、调试运行情况等。

【关键词】多模式AAO工艺；一级B标准；脱氮除磷

瑞安市江北污水处理厂一期工程规模为7万m3/日，采用改良式A2/O工艺，出水水质执行国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标准。

由于污水厂已超负荷运行，瑞安市决定实施二期工程，规模为7万m3/日，项目建成后一期和二期的总处理规模为14万m3/日。

1. 污水处理厂一期运行情况

1.1一期处理水量、进出水水质

该项目一期工程设计规模为7万m3/日，实际进、出水水质指标见表1。

1.2原有工艺运行状况分析

一期工程污水处理为改良A2/O工艺，运行较稳定，出水水质可达到一期工程设计标准。一期COD、BOD、SS、TN、NH3-N运行比较稳定，总磷可达一期的标准（1.5mg/l）的标准，但超过二期的标准（1.0mg/l）。

1.3升级改扩建工程设计水量和水质要求

该项目二期改扩建工程设计进、出水水质如表2。

2.污水处理厂升级改扩建工程设计

2.1污水处理工艺介绍

本工程采用多模式AAO工艺，对AAO生物反应池合理布置，根据进水水量、水质特性和环境条件的变化，通过调整进水点及进入不同分格的污水比例，实现缺氧区与厌氧区功能转换，按照“传统AAO工艺”、“倒置AAO工艺”、“改良型AAO工艺”等多种模式运行。见图1。

2.2生化处理改造工艺设计

一期工程中的进水泵房及鼓风机房、脱水机房、加氯间、加药间等配套构筑物的土建规模已满足二期建设，只需增置设备，满足扩建要求。二期工程新增进水配水井、多模式A2/O生化反应池及二沉池，及生物除臭设施。

2.2.1预处理构筑物

粗格栅仍沿用原设备，进水泵房内增加2台大水泵，库备1台大水泵。

一期工程设有2台回转式细格栅，格栅间隙5mm，对小粒径颗粒物特别是毛发絮状物去除效果很差。二期工程采用转鼓式细格栅2台，转股直径1600mm，格栅间隙6mm，过栅水头损失0.3米。

2.2.2 AAO生化反应池

二期工程新施工2座AAO多模式生化反应池，内净平面尺寸99×94.7m，有效水深6米。选择池有效容积 1458m3，选择池停留时间 0.5h，厌氧池有效容积 4376 m3，厌氧池停留时间 1.5h，缺氧池有效容积 19833m3，缺氧池停留时间 6.8h，好氧池有效容积 26250m3，好氧池停留时间 9.0h，总水力停留时间 17.8h。

主要技术参数：MLSS 3.5g/l，污泥负荷 0.05kgBOD5/kgMLSS・d，好氧区污泥负荷 0.099kgBOD5/kgMLSS・d，系统设计泥龄 18.85d。二期设计和一期工程明显的不同之处在于增大了缺氧区的容积，一期工程的缺氧池容积仅为8180立方，仅为二期缺氧池容积的41%，主要目的是提高脱氮的效率，进而提高除磷的效率。

设计污泥外回流比50%～100%，混合液内回流比200-300%。

2.2.3 二沉池及配水井

为节省占地面积，二沉池采用周边进水周边出水辐流式沉淀池。设4座二沉池，最大表面负荷0.93 m3/m2・h，沉淀时间3.76小时。每座池直径ф36m，池边有效水深4.0m。

在4座二沉池中心设置二沉池配水井，该构筑物内直径13.3米，分两环，内环进水、外环配水及收集回流污。

2.2.4鼓风机房

一期有3台鼓风机，二期新增3台同样的鼓风机，单台参数Q=160Nm3/min，P=68.6～73.5KPa，装机功率250kw。一期和二期曝气干管为同一风管。风机采用变频器控制。

2.2.5加药系统

由于本工程进水碳源不足，新增设甲醇间，甲醇投加量按21mg/L设计，碳源投加点在AAO反应池的缺氧池。

在一期加药间内设置加药设备满足化学除磷要求，采用固体碱式氯化铝药剂，投药量按33mg/L设计。

2.3消毒处理工艺

2.3.1加氯间

采用一期的加氯间，加氯系统总投加量为8mg/L。包括一期的2台加氯机，共设置3台，单台最大加氯量为35-40kg/h。

2.3.2接触消毒池及出水泵房

消毒接触池内的水力停留时间0.5小时设计（高峰），总容积约4831m3。同时设置再生水加压泵，用于污泥浓缩脱水机房冲洗滤带、生物除臭补充水、细格栅冲洗水及污水处理厂内冲洗道路和车辆、绿化用水。

2.4污泥处理工艺

鉴于污泥深度脱水的压榨过滤进料的含水率在90-95%之间，对排出的含水率在98.5-98，8%之间的剩余污泥，二期工程仅采用带式机进行污泥浓缩至含水率95%左右，然后和一期工程脱水后含水率80%的污泥进行混合，同时投加改性药剂进行改性，改性后进行压榨至含水率60%以下。

3.建设、调试、运行中应注意的问题

3.1建设中应注意的问题：

（1）合理安排污水厂改扩建构筑物施工顺序

由于二期工程采用预制管桩基础，预制管桩采用锤击的方式施工，且一期和二期间距较近，二期桩基础施工的挤土效应和震动效应将对一期毗邻的构筑物产生严重的影响，施工时采取如下的措施减轻这种影响：确定施工顺序，尽可能让挤土挤向现有构筑物的反方向；通过观察地面的隆起高度控制施工进度；地面隆起高度过高时，转换施工位置，直至挤土应力释放为止。

（2）由于扩建工程，需要在一期进水泵房内安装两台水泵，而一期进水泵房集水井闸门关闭不严，井内积水很难排走，施工时由潜水员施工，采用快速凝固的堵漏王进行封堵方才完成。教训：进水泵房包括A2O生化池推进器的设备基础真应该遵循百年大计质量第一的方针，水下面的钢板、螺栓和螺母都应该采用316不锈钢。

（3）沉降池除臭：从二期工程运行的两个月来看，沉降池没有明显的臭味，即使因设备故障停运几天再重新运行也没有明显的臭味。但是除臭封闭后带来的副作用特别明显：沉降池内温度高，湿度大，设备腐蚀严重，运行观察不易，设备维修困难。关于二沉池是否需要除臭需要有关部门在决策时需要审慎地考虑。

3.2调试中应注意的问题

二期工程由于有一期工程进行活性污泥接种，因此调试运行进展很快，出水COD/SS/NH3-N/PH很容易达标，工艺的调试重点在于如何实现脱氮除磷。

（1）实现脱氮功能：由于调试期间实际进水量低于设计水量，设计水质也低于设计水质，而曝气系统在初期使用时充氧效率较高，加上和一期工程和二期工程公用风机和曝气干管，不易精准地控制鼓风机的风量，造成好氧池内溶解氧偏高，调试初期首先进行外回流，确保系统内活性污泥浓度在合适的范围内；鉴于进水碳源明显不足，在进水量达不到设计水量时，通过变频合理控制内回流的量，确保缺氧池出水的硝酸盐氮在合理的范围内。

由于二期工程设计的缺氧池的水利停留时间为6.8小时，充分强化了反硝化脱氮的功能，从运行的实际情况，出水总氮较好。

（2）实现除磷功能：二期试运转期间，由于污泥处置的问题没有较好解决，造成污水系统的排泥时断时续，生化池的污泥浓度很高，污泥龄很长，污泥严重老化，加上污水中碳源不足，造成生物除磷效果不好，生化池出水总磷大部分在0.8-1.2之间波动，不得已采用化学除磷。由于采用了同步的化学除磷的加药点在生化池的出口，生化池的出口水量大约为进水的1.8-2.0倍，造成加药量很大，成本很高。

（3） 按照改良式A2/O的模式运行，缺氧区没有进水口，这对脱氮不利，进而影响除磷。选择池和厌氧池的进水没有计量，如何控制进水比例成为难点，对释磷效果不易把握。

（4） 由于两组生化池配水不匀，造成两组生化池的污泥浓度严重不均，目前采用调整外回流的方式调节两个生化池的污泥浓度，这是治标不治本的作法，不仅电耗增多，且由于外回流量的增大，把大量的硝酸盐回流到选择池和厌氧池，影响厌氧池释磷和缺氧池的脱氮，从根本上影响脱氮除磷。

（5） 由于进水碳源不足，本工程设置了投加甲醇的备用设施。而国内污水厂投加碳源的实例非常少，因此我们进行了不同碳源投加的实验。

小试选择了甲醇、葡萄糖、乙酸钠作为碳源投加药剂。通过小试结果，可看到乙酸钠作为碳源投加量较少，不需驯化，水样中增加的COD值较低，且反应时间短，可以随时投加；葡萄糖的投加量较多，效果一般；而甲醇作为碳源，有毒性，需要至少一个月的驯化，才能发挥较好的作用，且必须连续投加。由于甲醇对运输、储存和使用的安全要求极高，因此选用甲醇作为碳源需要慎重。只有在进水碳源长期不足、总氮长期不达标时，甲醇相对于乙酸钠才是最经济的碳源。

（6）细格栅堵塞：二期采用栅缝6mm的转鼓式细格栅，在进水SS较高时，堵塞严重，造成栅前溢水。造成进水SS较高的原因主要有两个：城内长时间不降雨，官网内水位较低，将大量沉在管道底部的污泥充起；目前瑞安的泵站普遍采用粉碎式格栅，造成进水SS大量增加。粉碎式格栅并没有从污水中去除污染物，粉碎的作用只是形态的转化，尺寸变小后更难去除。

4.主要经济技术指标及运行效果

本项目总投资约为15000万元，其中工程直接费用为13000万元，通过一段时间的运行情况，测算得出，电耗为0.32kWh/m3。

2014年9月以来，污水厂调试成功，出水水质可稳定的达到一级B标准。主要进、出水水质如表3：

由上表可以看到运行以来，进水水质要低于设计水质，目前出水水质除总磷外都较好。总磷拟通过化学除磷的方式去除。

5.结语

瑞安市江北污水处理二级扩建工程，采用多模式AAO工艺，该工艺稳定可靠、耐冲击负荷能力强、处理效果好，能根据进水水质情况方便、灵活的调节多种运行模式，使处理出水稳定达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）一级B标准。