多点进水倒置A 2/O 工艺处理某工业园污水
朱易春1，2，冯秀娟1，杜茂安2
（1.江西理工大学建筑与测绘工程学院，江西赣州341000；
2.哈尔滨工业大学市政环境学院，黑龙江哈尔滨150090）
［摘要］针对某大型工业园综合污水氮磷含量高的特点，应用多点进水倒置A/A/O 工艺处理该工业园排放的综合污水，通过改变内回流的回流点及回流比例，使倒置A/A/O 工艺可以根据进水水质，既可按缺氧—厌氧—好氧顺序运行，也可按照厌氧—缺氧—好氧顺序运行，而多点进水方式可以有效地解决反硝化菌和聚磷菌对有机底物的竞争。采用该工艺处理后出水可达标排放。对该工程设计的主要设计参数及主要工艺设计特点进行了介绍。
［关键词］倒置A 2/O 工艺；同步脱氮除磷；污泥好氧消化［中图分类号］X703.1
［文献标识码］B
［文章编号］1005-829X （2011）03-0077-04
Application of multi -site influent inverted A 2/O process to the
wastewater treatment in an industrial park
Zhu Yichun 1，2，Feng Xiujuan 1，Du Maoan 2
（1.Institute of Architecture and Surveying ，Jiangxi University of Science and Technology ，Ganzhou 341000，China ；
2.School of Municipal and Environmental ，Harbin Institute of Technology ，Harbin 150090，China ）Abstract ：Aiming at the high nitrogen/phosphorus content in the integrated wastewater in an industrial park ，the multi -site inverted A 2/O process has been applied to the integrated wastewater treatment in an industrial park.The inner reflux point and reflux ratio are to be changed.Then ，according to the influent water quality ，the inverted A 2/O process can be operated in sequence of anoxic-anaerobic-aerobic and can also be operated in sequence of anaero -bic-anoxic-aerobic.The application of multi -site influent can solve the competitive substrate concentration between denitrifying bacteria and polyphosphate accumulating organisms.Every index of its effluent can reach the discharge standard.The main design parameters and main design characteristics of the engineering design process are intro -duced.
Key words ：inverted A 2/O process ；synchronous denitrification and dephosphorization ；sludge aerobic digestion
某大型工业园污水排放量为5万m 3/d ，由于工业园内有几家化肥厂，其排放的废水中氮磷含量较高，导致整个工业园污水的氮磷含量较一般的城市污水要高，特别是总磷含量很高。为了达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）一级
B 类的排放标准，必须选用除磷效果好的工艺。
1工程概况
该工业园位于华东某地区，因该工业园内有甜
菜制糖、重钨酸氨制品及含铬等工业企业，其排放的废水可能对常规生物处理工艺造成影响，故要求其
中几个相关企业采用预处理工艺先进行相应的处理，使其排入工业园废水收集管网时必须达到《污水排入城市下水道水质标准》（CJ 3082—1999）。
根据当地环保部门的监测数据并按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918—2002）规定的排入Ⅲ类水域的出水应执行一级B 类标准，确定了该污水处理工程进出水水质，结果见表1。
表1
污水处理厂进出水水质
mg/L
［基金项目］江西省科技厅科技支撑计划项目（2009BSB08800）
经验交流
项目COD Cr BOD 5SS NH 3-N TN TP 进水（平均）
3552403403649 5.8出水
≤60
≤20
≤20
≤8
≤20
≤1.0
第31卷第3期2011年3月
工业水处理
Industrial Water Treatment
Vol．31No．3Mar ．，2011
2处理工艺及流程
2.1污水处理工艺的确定
《室外排水设计规范》（GB50014—2006）将A2/O作为除磷脱氮的主体推荐工艺，目前我国许多污水处理厂都采用A2/O工艺〔1〕。但是从近几年该工艺的运行效果〔2-4〕来看，传统的A2/O工艺把缺氧反硝化置于厌氧区之后，反硝化效果受到碳源量的限制，同时大量的未被反硝化的硝酸盐随回流污泥进入厌氧区，干扰了厌氧释磷的正常运行，最终影响到整个工艺的除磷脱氮效果。为避免传统A2/O工艺回流硝酸盐对厌氧释磷的影响，对传统的A2/O工艺进行改良，将缺氧池置于厌氧池之前，来自二沉池的回流污泥和原污水以及50%~150%的回流混合液均进入缺氧段，回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氧，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化了除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，缺氧段污泥浓度可较好氧段高出50%。倒置A2/O工艺中，聚磷菌在厌氧池释磷后直接进好氧池，具有很强的吸磷动力，磷的去除效率高；回流污泥可以全部经历完整的释磷、吸磷过程，故在除磷方面具有“群体效应”优势；缺氧段在厌氧段前，反硝化优先获得碳源，系统的脱氮能力增强；工程上采取适当措施可以将回流污泥和内循环合并为一个外回流系统，因而流程简捷，宜于推广。设置多点进水，可根据不同进水水质、不同季节情况下生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配至缺氧段和厌氧段的进水比例，反硝化作用能够得到有效保证，系统中的除磷效果也有保证〔5〕。多点进水倒置A2/O工艺流程如图1所示。
图1多点进水倒置A2/O工艺流程
2.2污泥处理工艺的确定
污泥处理的方法及流程的选择与当地条件、环境保护要求、投资情况、运行费用及维护管理等多种因素有关。本设计从节能和资源再利用两方面考虑，选择重力浓缩和中温厌氧二级消化后进行机械脱水的处理工艺。污泥在厌氧条件下由兼性菌转型为厌氧菌降解污泥中的有机物，生成CO2、CH4，使污泥得到稳定。泥饼的最终处置是运送至垃圾填埋场进行卫生填埋。
2.3除臭工艺的确定
《室外排水设计规范》（GB50014—2006）中规定，格栅、泵房、曝气沉砂池及污泥贮存、处理设施等主要产臭区域需设置除臭设施。目前主要除臭工艺为化学除臭和生物除臭两大类。本工艺根据生物除臭所具有的各类优点选择生物除臭工艺。
3主要处理单元
3.1格栅
因为排入污水处理厂的污水中含有一定量较大的悬浮物或漂浮物，所以在处理系统之前设置格栅，以截留这些较大的悬浮物或漂浮物，防止堵塞后续处理系统的管口、孔口和损坏辅助设施。本设计采用粗格栅和细隔栅进行隔渣，分别设置在污水泵房前后，以去除不同大小的废渣，由于栅渣量较大，采用机械清渣方式。
（1）进水粗格栅。本设计采用2组粗格栅。设计流量：Q=5.0万m3/d，N=1.5kW；栅宽1.77m，栅条间距20mm；过栅流速0.9m/s，格栅倾角60度，栅前水深0.8m。
（2）进水细格栅。本设计采用2组细格栅，设在沉砂池前。设计流量：Q=5.0万m3/d，N=1.1kW；栅宽1.77m，栅条间距10mm；过栅流速0.9m/s，格栅倾角60度，栅前水深0.8m。
3.2曝气沉砂池
沉砂池的主要作用是利用物理原理去除比重约为2.65的无机颗粒，主要包括无机性的砂粒和砾石。本设计采用能作旋流运动产生离心力的曝气沉砂池。曝气沉砂池对污水也可起到预曝气作用。污水经泵房提升后，经过进水管道、集水井、配水渠道均匀地进入沉砂池。本设计采用2组沉砂池，每个沉砂池平面尺寸为12m×1.5m，每池内有2个沉砂斗，有效水深2m。设池内流速0.1m/s，停留时间为2min。沉砂室所需容积：设T=2d，V=3m3，每个沉砂斗容积V0=0.75m3。沉砂斗各部分尺寸：斗底宽0.5m，斗壁与水平面成55°，斗高0.7m，上口宽1.5m。采用机械排砂，横向池底坡度为0.1，坡向砂斗，沉砂室高度0.85m，超高0.3m，池总高度3.15m。
3.3初沉池
初沉池作为二级污水处理厂的预处理构筑物一般设在生物处理构筑物的前面。处理的对象是悬浮
经验交流工业水处理2011－03，31（3）
物质（SS约可去除40%～55％以上），同时也可去除部分BOD5（约占总BOD5的20％～30％，主要是非溶解性BOD），以改善生物处理构筑物的运行条件并降低其BOD负荷。本设计采用成本较低、运行较好的平流式沉淀池，该池施工简易，对冲击负荷和温度变化的适应能力较强。
本设计共设2座初沉池，每座初沉池的设计流量为0.289m3/s，沉淀池的平面尺寸为44m×12m，沉淀部分有效水深3m，表面负荷q=2.0m3/（m2·h），沉淀时间1.5h，沉淀部分有效容积1560m3，沉淀池为2格，采用行车式机械吸泥机排泥，排泥机械的行进速度为0.6m/min，刮泥板缓冲层0.3m，超高0.3m，沉淀池总高度3.6m。
3.4生物反应池
原污水、二沉池回流污泥及好氧池回流硝化液均进入缺氧池中，本阶段反硝化菌利用污水中的有机物作碳源，将回流混合液及污泥中带入的NO3--N 和NO2--N还原为N2释放至空气中，因此此阶段出水中BOD5下降，NO3--N也大幅度下降，而磷的变化很小。在厌氧池中，经过反硝化反应的富含磷的聚磷菌污泥和污水进入池中，同时根据进水水质采用多点进水方式使部分原水进入厌氧池补充碳源；本段主要功能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中BOD下降；另外，NH4+-N因细胞的合成而被去除一部分，使污水中的NH4+-N小幅度下降。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，有机氮被氨化继而被硝化，使NH4+-N 显著下降，但随着硝化过程的进行，NO3--N增加，磷随着聚磷菌的过量摄取，浓度显著下降。
整个工艺的关键在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸盐回流到缺氧池后，可以从原污水得到充足的有机物，使反硝化脱氮得以充分进行，有利于降低出水中的硝酸氮，同时也可以解决利用微生物的内源代谢物质作为碳源的碳源不足问题，改善出水水质。所以，A2/O工艺因不同环境条件、不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，部分不可生物降解的有机物（COD NB）能被开环或断链，使得N、P、有机碳被同时去除，并提高了对COD NB的去除效果。该工艺具有同时完成有机物的去除、硝化脱氮、磷的过量摄取及去除等功能。多点进水倒置A2/O工艺能够有效解决A2/O工艺空间布局不合理及厌氧区碳源不足影响污泥释磷的问题，具有同时脱氮除磷的优势。
本设计设2组A2/O池。好氧池平均泥龄为8.2d，好氧池出水分量c=0.64，d=0.36（出水分量c 经硝化处理，出水分量d未经硝化处理），好氧池污泥质量浓度为2.5g/L；缺氧池泥龄为1d，污泥质量为2.3g/L。总污水分配系数α=0.43（缺氧池），β=0.57（厌氧池）。总水力停留时间取8h，HRT（厌氧池）∶HRT（缺氧池）∶HRT（好氧池）＝1∶1∶3。缺氧池有效容积1680m3，厌氧池有效容积1680m3，好氧池有效容积5040m3。生物反应池单组池容积8400m3，有效水深4.0m，采用10廊道式推流式反应池，廊道宽6.0m，单组反应池长度35m，反应池总高度5.0m。
3.5二沉池
二沉池是活性污泥处理系统的重要组成部分，其作用是泥水分离，使混合液澄清，浓缩和回流活性污泥。其运行处理效果将直接影响活性污泥系统的出水水质和回流污泥浓度。本设计采用辐流式沉淀池，共设2座。二沉池中间进水，周边出水，设置带有三角堰板的集水槽集水，通过出水渠流入后继构筑物。二沉池设出泥井，且出泥管上设闸阀控制出泥量，池底部设放空管。每座沉淀池设刮吸泥机1座。各吸泥管中分别通入空气以利排泥。
每座辐流沉淀池的设计流量为0.289m3/s，其表面负荷为1.3m3/（m2·h），池子直径32m，沉淀时间2.5h，沉淀池有效深度3.24m，池底的径向坡度为0.05，污泥区高度1.3m，污泥斗直径6.0m，污泥斗高度1.47m，超高0.3m，沉淀池总高度6.31m。
3.6消毒接触池
污水经一级、二级处理后，水质有所改善，细菌含量大幅减少，但细菌的绝对值仍然很可观，并存有病原菌的可能。因此，在排放水体或农田灌溉之前，应进行消毒处理。本设计采用液氯作为消毒剂。其特点是：效果可靠，投配设备简单，投量准确，价格便宜，适用于大、中型污水处理厂。设计流量2083.3 m3/h，水力停留时间0.5h；仓库储量按15d计算，设计投氯量为7mg/L，采用投加量为0～20kg/h的加氯机3台，2用1备，轮换使用。液氯的储存选用容量为400kg的钢瓶，共用14只。加氯间与氯库合建，加氯间内布置3台加氯机及其配套投加设备，2台水加压泵，氯库中14只氯瓶2排布置。为搬运方便，氯库内设CD1-26D单轨电动葫1个，轨道在氯瓶上方，并通到氯库大门外。氯库内设置泄氯自动吸收装置。加氯系统的电控柜、自动控制系统均安装在值班室内。为方便观察巡视，值班室与加氯间设大型观察
工业水处理2011－03，31（3）朱易春，等：多点进水倒置A2/O工艺处理某工业园污水
窗机连通的门。
3.7污泥浓缩池
污泥浓缩池是进行污泥浓缩的构筑物。污泥浓缩后污泥的含水率可由99%以上降低到97%左右，大幅度降低了污泥的体积，从而可以降低其他工程措施的投资。本设计采用重力浓缩方法，重力浓缩具有贮存污泥能力高，操作要求不高，运行费用少，尤其是电耗小的优点。由于剩余污泥含水率极高，单纯浓缩效果较差，故将初沉池污泥与剩余污泥混合后共同浓缩。在浓缩池前设1配泥井，将二者混合并均匀分配进入2个浓缩池。本设计设2座浓缩池，为圆形辐流式，直径3.65m，池有效深度4m，取浓缩时间16h。浓缩池设刮泥设备，刮泥机为周边转动。
3.8提升系统
采用倒置A2/O工艺，处理系统简单，对新建污水处理厂，工艺管道可以充分优化，故污水只考虑1次提升。污水经提升后入格栅，然后自流通过曝气沉砂池、初沉池、生物反应池、二沉池及消毒池。采用2台潜污泵，轮流使用，水泵水下安装采用自动耦合连接方式。选用450QW2200-10-110型潜污泵，水泵参数：流量2200m3/h，扬程10m，轴功率110kW，转速990r/min，效率86.64%，出口直径450mm。
每座二沉池设1个回流泵房（包括污水回流和污泥回流系统），内设4台潜污泵（搭配使用），每台泵回流量根据工艺进行调节（50%～150%），选用2台450QW2200-10-110型潜污泵，参数同前。2台350QW1100-10-45型潜污泵，水泵参数：流量1100 m3/h，扬程10m，轴功率45kW，转速980r/min，效率74.6%，出口直径350mm。
3.9两级消化池
选用传统的固定式消化池，分为一级消化池和二级消化池，二者的单池结构相同，但停留时间不同。污泥投配按连续投配方式，污泥加热亦按连续加热方式。设计参数为：总消化污泥量500m3/d；消化周期一级为10d，二级为20d，总停留时间为30d。一级消化池总容积5000m3，污泥投配比为10%，采用3座一级消化池（2用1备），消化池直径为18m，消化池有效高度取10m，该池采用沼气搅拌，有利于消化池中消化气的释放，对消化污泥的浓缩脱水有促进作用。用空压机将贮气罐中的部分消化气抽出，经稳压罐送入消化池。搅拌系统采用防爆电动机，以保证运行安全。二级消化池总容积10000m3，污泥投配比为5%，采用5座二级消化池（4用1备），二级消化池各部尺寸同一级消化池。
3.10脱水机及鼓风机房
污泥脱水机房考虑机械浓缩和脱水，以防止磷的释放。土建尺寸为20m×10m×9m。设2台板框压滤机，配备2台污泥泵，将污泥压入过滤机，滤布用清水清洗。污泥经脱水后形成的泥饼，暂存于泥场，以便再利用。用叶片型罗茨鼓风机送气，型号为3L32WD，功率75kW。
3.11除臭系统
本方案采用生物除臭工艺，采用集气管将进水间、格栅间、提升泵房、曝气沉砂池、污泥贮存池及污泥脱水机房产生的臭气收集后进入生物滤池进行除臭。设计1座生物滤池，平面尺寸为6m×6m，池中滤料高度为1.2m；2台循环泵（1用1备），单台流量11m3/h，扬程30m，配电功率3kW，引风机共2台，配电功率分别为11kW和5.5kW。
4结语
处理工艺选择的原则是根据污水量、污水水质和环境容量，在考虑经济条件和管理水平的前提下，选用安全可靠、技术先进、节能、运行费用低、投资省、占地少、操作管理方便的成熟工艺。该污水处理系统在调试运行期间，均能按照设计要求正常运行，各项参数达到系统的设计预定要求。运行监测数据表明，出水COD为30~50mg/L，TN为8~15mg/L，TP为0~0.6mg/L，所采用的多点进水倒置A2/O工艺达到了预期的处理效果。经过经济核算，其处理总成本为0.75元/m3，其中经营成本为0.50元/m3，处理后水可直接排放至附近河流。
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［作者简介］朱易春（1979—），2002年毕业于江西理工大学，现为哈尔滨工业大学市政工程在读博士，讲师，教研室主
任。电话：139********，E-mail：zyc@https://www.doczj.com/doc/f57074827.html,。［收稿日期］2010-11-23（修改稿）
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