低水温_低有机负荷条件下CAST工艺城市污水处理厂的启动调试

1、收稿日期:2006-03-20基金项目:建设部攻关项目(03-2-068;沈阳建筑大学省级重点实验室开放基金资助课题(HT -200605作者简介:李亚峰(1960-,男,教授,博士,主要从事水污染控制理论与技术研究.文章编号:1671-2021(200605-0795-04低水温、低有机负荷条件下CAST 工艺城市污水处理厂的启动调试及活性污泥培养李亚峰1,王文光1,房安富2,王 旭2,贾新军1(1 沈阳建筑大学市政与环境工程学院,辽宁沈阳110168; 2 北京清华紫光环保公司,北京100084摘 要:目的为北方城市污水处理的CAST 工艺在冬季进水温度低和有机负荷低的条件下进行启动调试及

2、活性污泥培养驯化提供经验,促进该工艺在寒冷地区的推广应用.方法采用接种法培养活性污泥,通过控制曝气量以减少曝气过程中的热量损失.结果在冬季进水温度低和有机负荷低的条件下,采用接种法培养驯化活性污泥20d 就能完成污泥培养驯化,满足污水处理要求,使出水达到了设计标准.结论北方城市污水处理的CAST 工艺在冬季启动调试及活性污泥培养时,采用接种法培养活性污泥能够克服有机负荷低的缺点,控制曝气量能够减少进水热量的损失,避免进水温度降低,为微生物的生长创造了条件,提高了污水处理效果.关键词:污水处理厂;CAST 工艺;活性污泥;培养驯化中图分类号:TU 991 2 文献标识码:A大连老虎滩污水处理厂采

3、用CAST (循环式活性污泥法工艺,日处理污水80000t,总投资1 03亿元人民币.该工程竣工及电气设备调试在2005年11月中旬完成,同时开始试运行.由于污水厂的启动调试是在冬季,进水温度7 左右,BOD 的质量浓度也较低,给污泥培养和污水厂启动带来一定的困难.为了能够使老虎滩污水处理厂尽快启动起来,技术人员采用接种法培养活性污泥,并采取了相应的技术措施,使得污水厂顺利启动.笔者主要对老虎滩污水处理厂的启动调试以及在调试过程中出现的问题,提出可行高效解决技术措施,为北方城市污水处理的CAST 工艺在冬季启动调试提供参考.1 工程概况1 1 工艺流程大连老虎滩污水处理厂的工艺流程(如图1所示

4、.图1 污水处理厂工艺流程图1 2 设计水质大连老虎滩污水处理厂的进出水水质如表1所示.表1 老虎滩污水厂进出水水质设计值(mg L -1项目国家一级标准A 标准B 标准进水设计值出水设计值 (COD506035060 (BOD 5102015020 (SS102024020 (NH 3-N 水温>12 58248 (NH 3-N 水温<128152415 (TP2005-12-31前建设11 531 5 (TP2006-01-01起建设0 5131 51 3 工艺特点CAST 反应池分为生物选择区和主反应区,2006年09月第22卷第5期 沈阳建筑大学学报(自然科学版Journa

5、l of Shenyang Jianzhu U niversity (N atural ScienceSep. 2006V ol 22,No 5运行时按进水 曝气、沉淀、滗水 闲置完成一个周期,CAST的成功运行可将废水中的含碳有机物和包括氮、磷的污染物去除.8个生物池分成4组,4组的循环安排见表2.表2 4组生物池循环时序组数时序/h第1第2第3第41、2池进水曝气进水曝气沉淀滗水3、4池沉淀滗水进水曝气进水曝气5、6池滗水进水曝气进水曝气沉淀7、8池进水曝气沉淀滗水进水曝气1 4 主要构筑物与设备(1细格栅2台,栅距3mm,额定功率1 1 kW.(21座2格曝气沉砂池,18m!10 5m!

6、4 5m.桥式吸砂机1台,行走速度25m/min;螺旋输送、压榨一体机1台,输送长度6141mm.(3CAST池8个.每个池的尺寸为50m!20 m!6 5m,有效容积6000m3;选择器容积600 m3;污泥负荷0 08kg BOD5/(kgM LSS d;泥龄16d;污泥回流比20%.每个生物池设有进水闸门1台,最大提升高度1m,额定功率0 75kW;搅拌器2台,额定功率1 5kW;叶轮直径370mm,潜水最大深度20m;污泥回流泵1台,水泵压力80 kPa,流量55 8L/s;剩余污泥泵1台,流量27 4 L/s,水泵压力14kPa;滗水器1台(1拖2,排水量1100!2(m3/h,滗水

7、深度2400m m;GVA盘式曝气头800个,4m水深的氧利用率为22% 35%,膜片厚度2 2mm.(4多级离心鼓风机6台(4用2备,功率200kW,风量7000m3/h.(5排海泵4台(3用1备,流量1400m3/h,额定功率140kW,扬程270kPa.(6带式脱水机3台(2用1备,处理量:40 60m3/h,有效过滤面积25 5m2,带宽2 1m,功率0 0750 37kW.2 污泥培养驯化过程与结果2 1 培养驯化期间进水水质污水厂自11月23日起进行活性污泥培养驯化工作,12月15日左右结束,此期间进水水质见表3.表3 进水水质项 目温度/pH(BOD5/(mg L-1(COD/(

8、mg L-1(SS/(mg L-1(NH3-N/(mg L-1(T P/(mg L-1均值7 07 8661 915088141 59变化范围6 87 37 628 213010090252451329201 012 28活性污泥培养驯化的最佳温度应在15 以上,如果进水温度低于8 ,直接进行污泥培养困难1-4,而由表2可知,老虎滩污水处理厂的进水水温仅在7 0 左右,因此,对污泥培养非常不利;另一方面,进水BOD和SS值也较低,直接进行污泥培养也很困难5.针对这种情况,采用接种法进行污泥培养,接种污泥选用具有一沉池和二沉池的大连市春柳河污水处理厂脱水后污泥.2 2 活性污泥培养阶段从11月2

9、3日开始,每天5:008:00进行所有生物池沉淀,8:0010:00滗水,10:0014:00进水曝气,14:005:00闷曝.在进水曝气阶段投加污泥(每d3车,每车8t左右,同时打开生物选择器内的搅拌器和主反应区回流泵,让接种污泥与污水充分混合.此过程为运行人员手动操作,持续一周.到11月末,生物池泥水混合液由黑色逐渐变为灰褐色,沉降比达到了4左右,污泥质量浓度达到700mg/L左右,但污泥活性及絮凝性能较差.观察生物相,累枝虫和钟虫已达到一定数量.同时,生物池上原有的大量泡沫现在也变得很少.2 3 活性污泥驯化和稳定阶段从11月30日开始污水厂按设计自动运行,但剩余污泥泵不投入使用.进水量

10、控制在40000 t/d左右,以防止负荷过高对污泥产生冲击.一周后,污泥质量浓度达到1000mg/L左右,污泥质量得到改善,菌胶团密实,钟虫数量由少迅速增多,累枝虫大量出现.此后,污水厂满负荷运行,进水量77000t/d左右.此期间水质数据见表4.796沈阳建筑大学学报(自然科学版第22卷表4 活性污泥驯化和稳定阶段进出水水质进出水日期月日t水温/ pH(COD/(m g L-1(BOD5/(mg L-1(SS/(mg L-1(NH3-N/(mg L-1(T P/(mg L-1123进水6 98 01120335516 31 36 123出水-8 043512915 41 54 127进水6

11、97 81164486017 31 04 127出水-8 15314816 10 91 1211进水6 97 7109928115 61 23 1211出水-7 9206710 21 14 1215进水6 97 9148535817 41 65 1215出水8 0626101212 51 07由表可知:出水水质达到设计值,标志着活性污泥培养成熟,但氨氮和总磷的去除率不高,分析其原因是由于污泥质量浓度不高且活性较差,水温较低,微生物只具备降解有机物的能力,还未能将大部分氨氮氧化;同时,整个系统没有排泥,磷的去除是通过排泥实现的,所以氨氮和总磷的去除率不高;另外,出水pH值略有下降,分析其原因是由

12、于污泥质量浓度不高,异养微生物对有机底物的分解代谢和合成代谢,最终都要形成CO2, CO2溶解在水中导致pH下降6-9.3 启动调试过程中出现的问题及解决措施3 1 进水BOD低,营养源不足进水BOD低,微生物繁殖所需的营养源不足.老虎滩污水处理厂通过投加大连市春柳河污水厂的一沉池和二沉池脱水后污泥,为微生物提供充足的营养源,又为微生物形成菌胶团提供载体.3 2 进水温度过低进水温度在7 左右,极不利于活性污泥的培养,老虎滩污水处理厂的生物池全部建在室内以减少水中热量的散失.同时,微生物的数量不高,消耗氧数量少,可通过控制曝气量以减少曝气过程中对水的热量损失.3 3 滗水后期有微弱曝气现象老虎

13、滩污水处理厂的最高水位在5 8m,滗水后液位在3 8m.在运行中发现,当滗水液位达到4 5m左右时,生物池中有微弱曝气现象,同时活性污泥被搅起,出水带有大量污泥.分析其原因是当曝气阶段结束时,空气阀关闭,而生物池处于高液位,曝气管路中空气的余压等于高水位的压力,在滗水时,水位逐渐降低,空气管路中的余压大于曝气头上面的水压,所以空气逐渐从曝气头溢出.解决办法:在每个生物池曝气主管路上空气阀后加一个电磁阀,当曝气结束空气阀关闭时,打开电磁阀,使空气管路与大气连通,防止空气管路压力大于水的压力.3 4 生物池没有排空系统生物池放空是污水厂检修中的首要程序,但老虎滩污水处理厂生物池没有任何放空系统,给

14、污水厂的检修工作带来极大不便.由于该厂的所有的剩余污泥管线是连通的,所以通过在所有生物池和剩余污泥管线总管上安装一个蝶阀来实现放空.当需要排水时,只需将总管和需排水生物池的蝶阀关闭,其余生物池蝶阀打开,然后启动剩余污泥泵将需排水生物池水排入其他池中.因剩余污泥泵的水泵压力高,当向其他池排水时比向污泥稳定池排泥水泵压力低很多,所以排水量增大,很快将水排干.同时,生物池之间相互可以排水,当检修完的生物池需要启动时,只需将其他池污泥导入该池即可.4 结 论(1老虎滩污水处理厂启动调试的运行结果表明,只要采取适当措施,CAST工艺在冬季低温条件下启动是可行的,处理效果满足要求.(2对于城市污水处理厂,

15、在进水温度过低,有机物浓度不高的情况下,采用接种法进行活性污泥培养是一种快速、高效的方式.(3污泥培养初期,活性污泥中的挥发性悬浮固体(MLSS所占比例低,污泥的活性较差,沉降第22卷李亚峰等:低水温、低有机负荷条件下CAST工艺城市污水处理厂的启动调试及活性污泥培养797性能较好,SV I 值一般在70左右.(4在满足供氧要求的前提下,减少曝气量可以减少热量的散失,对污泥培养有利.参考文献:1 孙剑辉,门怡新,徐文刚.循环式活性污泥法(CAST 的设计要点J.中国给水排水,2003,19(1:89-91.2 Nov ak L.Dynamic mathematical modeling of

16、sequencing batch reactor w ith aerated and mix ed filling period J.Wat Sic T ech,1997,35(1:105-112.3 G oronszy M C.Acrated denitrifrcation in full-scaleactivated sludg e fact ilitiesJ.Wat Sic T ech,1997,35(10:103-110.4 沈耀良,王宝贞.循环式活性污泥系统(CA SS处理城市废水J.给水排水,1999,25(11:5-8.5 陈双星,石凤林.大型SBR 工艺启动特点及活性污泥培养驯

17、化J.给水排水,2001,27(5:30-32.6李亚峰,王文光.大型DA T -IAT 工艺在抚顺市三宝屯污水处理厂的应用J.沈阳建筑大学学报:自然科学版,2005,21(5:543-546.7 Demoulin G,Rudig er A,Goronsky M C.Cyclic activat ed sludge technology -recent oper ating ex perience with a 90000p.e.plant in GermanyJ.W at Sci T ech,2001,43(3:331-337.8WU W,T impany P ,Dawson D.Simul

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19、terTreatment Plant with CAST Craft at LowTemperature and Low NutritionLI Yaf eng 1,WA N G Wenguang 1,FAN G A nf u 2,WAN G Xu 2,JIA Xinj un 1(1 Shenyang Jianzhu U niversity,Shenyang ,China,110168; 2 Beijing Tsinghua Z iguang Environmental Company,Beijing,China,100084Abstract:The purpose of the article is to supply experience for activated sludge culturing and domesticating and start running for w astew ater treatment plant w ith CAST type of SBR process at the low inlet tempera ture and the low nutrition in the w inter of northern area,and