大型SBR工艺启动特点及活性污泥培养驯化

摘要：生物处理工艺污水处理厂启动运行，首先需要培养驯化。对于传统工艺和小型污水处理工艺，由于工艺过程分段明显，可较容易实现各单体设施独立运转或重点运转，便于人工控制和重点工艺运行参数的调整，为活性污泥的培养驯化创造理想环境条件，达到快速培养驯化的目的。近年来SBR工艺在我国迅速兴起，特别已经开始在大型城市污水处理厂应用。由于生物处理过程全部在一个池中进行，并在调整工艺参数时受自控水平较高的限制，个别参数的调整会影响整个自控系统的稳定，按传统活性污泥工艺培养驯化可能会遇到困难，国内没有成熟的经验。本文仅以天津经济技术开发区污水处理厂SBRDATLAT工艺启动活性污泥培养驯化的工作体会以及工艺特点总结如下。  
  
关键字：SBR 活性污泥 生物处理工艺污水处理厂启动运行，首先需要培养驯化。对于传统工艺和小型污水处理工艺，由于工艺过程分段明显，可较容易实现各单体设施独立运转或重点运转，便于人工控制和重点工艺运行参数的调整，为活性污泥的培养驯化创造理想环境条件，达到快速培养驯化的目的。近年来SBR工艺在我国迅速兴起，特别已经开始在大型城市污水处理厂应用。由于生物处理过程全部在一个池中进行，并在调整工艺参数时受自控水平较高的限制，个别参数的调整会影响整个自控系统的稳定，按传统活性污泥工艺培养驯化可能会遇到困难，国内没有成熟的经验。本文仅以天津经济技术开发区污水处理厂SBRDATLAT工艺启动活性污泥培养驯化的工作体会以及工艺特点总结如下。

一 设计规范问题
　　天津TEDA污水处理厂处理开发区全部工业废水和生活污水。服务面积2.2万平方公里。服务人口20万，服务工厂3800多个。污水处理厂占地6.7公顷。
（一）主要设计参数：
　　设计平均日流量 　　10万吨
　　高峰回流量 　　　　10万吨
　　进水CODcr 　　　　　400mg/l
　 　BOD5　　　　　　　150mg/l
　　　SS　　　　　　　200mg/l
　　出水CODcr　　　　　　120mg/l
　　 　BOD5　　　　　　　30mg/l
　　　　SS　　　　　　　30mg/l
　　污水生物处理法采用SBR法DAT-IAT工艺。经过处理的出水，经北排明渠排入渤海。
(二）工艺流程
主要工艺构筑物与设备
　1.粗格栅两台（一用一备），栅间距15mm。
　2.进水泵六台（四用两备），淹没式潜水泵，水泵名牌额定流量0.29m3/S。
　3.细格栅两台（一用一备），阶梯格栅。
　4.钟式（Jones）沉砂池两座（一用一备），池直径6.5m。
　5.巴氏计量槽一座，槽宽1.25m。经超声波流量计计量流量后，由配水井将进水均匀分配进入SBR反应池。
　6.SBR反应池。污水处理厂生物处理核心工艺，共6组SBR反应池，每组有效尺寸长×宽×深=80.0×32.0×4.3m3。每组地由DAT（需氧地）和IAT（间歇曝气池）串连组成。
　进水→粗格栅→进水泵→细格栅→旋流除砂池→巴氏计量槽→DAT/IAT
　 ↓加氯　　　　　　　↓SBR反应池
　　→出水泵→排放出水→贮泥池→污泥脱水机→泥饼外运
　　每组SBR池中安装的主要设备有：
　　①回流污泥泵两台，流量Q=0.55—0.60m3/时，回流率400%。
　　②剩余活性污泥泵1台，流量Q=100m3/时。
　　③膜片式可变孔微孔曝气器3300个。
　　④虹吸式滗水器3台。
　　7.高速享心鼓风机。共四台（三用一备）。出风导向叶片调整供气量。供风量8000—18000m3/时。
　　8.加氯机两台。加氯量5.6g/s，设计按夏季高温季节三个月加氯，一般季节不加氯。
　　9.出水泵六台（四用两备），淹没式潜水泵，出水排入蓟运河入海口。
　　10.剩余污泥贮泥池两座。交替使用，每池长×宽×高=50.0×50.0×4.3m3，每个池设滗水器一台。
　　11.污泥脱水机三台。转鼓预脱水带式压滤一体化脱水机。

二 活性污泥培养驯化期间进水水质
　　天津开发区污水处理厂自3月1日启动活性污泥培养驯化工作，最初两个月进水水质汇总如下：
　　BOD5平均77.4mg/L(41.8—114mg/L)
　　CODcr平均220mg/L(107—298mg/L)
　　BOD与COD比值0.340(0.0170—0.486)
　　SS平均68.6mg/L(27.0—194mg/L)
　　总氮平均15.0mg/L(11.6—31.1mg/L)
　　磷酸盐平均1.27mg/L(0.78—2.06mg/L)
　　氯化物平均1825mg/L(876—2975mg/L)
　　全盐量3000—4000mg/L
　　从进水水质化验分析数据，我们得出以下初步结论：
　　1.BOD/COD比值低。平均BOD/COD仅为0.340，属于难生物降解城市污水水质。根据有关部门统计本地区工业废水占80%左右，生活污水占比例极小，大量工厂排出一定量不可生化降解的有机物，给现在工艺条件生物降解带来一定难度。
　　2.TEDA污水处理厂进水中氮、磷含量极低，平均值BOD5：总氮：磷酸盐=100:19.4:1.64，也说明TEDA污水处理厂进水生活污水所占比例极小。①这种比例勉强维持生物处理对氮磷营养的需求。②在这种条件下，目前本厂出水氮、磷含量基本已符合新制定国家综合排放标准。依据以上原因，我们没有安排对出不氮磷含量的分析与监测。
　　3、TEDA污水处理厂进水中以BOD5、CODcr为代表的有机的含量较低。平均BOD5比设计低48.4%，平均CODcr比设计低44.9%。分析认为该污水采用生物处理：①活性污泥增殖较慢，培养驯化周期较长。有关资料认为当进水BOD＜70—80mg/L时已经不适宜采用活性污泥法。②有机物含量低，处理单位体积水量所消耗的能量比设计低，去除单位重量有机物所消耗的能量比设计高。③预计TEDA污水处理厂产生的污泥量比设计要少。④这种污水处理达到排放标准的工艺去除率可能较低。
　　4.TEDA污水处理厂进水中氯离子、全盐量含量较高，微生物需要有一定适应时间和过程，增加了活性泥培养工作的难度，培养驯化周期可能较长。
三 活性污泥培养驯化的实施
　　天津TEDA污水处理厂自3月1日启动实施活性污泥的培养驯化的工作，在1#、2#、3#SBR反应池进行。
　　按照采取的技术措施的不同，将整个过程分为三个阶段。
　　第一阶段：3月1日—3月16日。按照 开发区实际流量，实际进水水质培养活性污泥。主要考察运行系统的能力是否符合设计要求，设备实际运行状况是否符合运行参数，以及工艺运行各个环节是否能够相互匹配，同时摸索开发区进水水质的实际规律，分析在现有水质特点的情况下可能对培养活性污泥造成的不利影响及如何就此采取相应的技术措施。
　　第二阶段：3月17日—4月28日。总结前一阶段工作，针对开发区污水处理厂进水中有机物浓度偏低，微生物营养匮乏，导致活性污泥增殖缓慢的情况，从4月17日至4月21日连续6天平均每天投加5车（5吨装载量）粪便永。活性污泥培养运行工艺不变。在进水泵井中投加粪便水，经进厂污水稀释后，泵入沉砂池，随后进入1#、2#、3#SBR反应池。
　　第三阶段：投加菌种。经过观察，投加粪便水后活性污泥量和污泥活性仍增长较慢，一时我们还很难弄清在SBRDAT-IAT工艺条件下，高盐分低有机负荷活性污泥培养的规律，决定进一步投加菌种，加快污泥增长速度。选择1#和3#反应地投入新菌种，2#池不投加。实验目的有两点：其一是集中使用菌种以期达到由量变到质变的活性污泥增长速度。其二是比较投加菌种之间的效果是否会产生一个飞跃，同时考察不投加菌种靠现有环境条件大致需要多长时间可将活性污泥培养成与投加菌种后相当的污泥量和污泥活性。
　　3月30日投加菌种。菌种来源于天津市纪庄子污水处理厂的厌氧脱水污泥饼，共计430袋，约有10250公斤。平均分配于1#和3#SBR中。经4月1日至7日的观察分析，1#和3#池活性污泥量增加明显。1周后2#反应池活性污泥量也接近1#和3#的水平，而且污泥活性还略高于1#和3#反应池。