给水排水 Vol.37 No.11 2011
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B 厂 为 例 ,其 处 理 工 艺 采 用 CAST,
2007 年 投 运,但
是自运行以来,进水污染物浓度远远低于设计指标,
设计进水 COD
Cr
为260mg/L,但是运行至今实际平
均进水 COD
Cr
只 有 64 mg/L,甚 至 很 多 时 候 COD
Cr
不足50mg/L,其他指标类似,见图2所示。
图2 B污水处理厂投运2年内实际进水与设计进水水质比较
出现两种极端水质偏差的主要原因:对于高浓度
进水,往往是工业废水引起;而进水水质过低的情况,
则大多是配套管网建设严重滞后所致,城区市政污水
得不到有效收集,在某些地区甚至采用了明渠、河道
进行“污水”的收集,这也是造成污水处理厂进水水质
持续偏低的原因。另外,雨污合流、管道接口地下水
的侵入也都是导致进水水质偏低的重要原因。
个别污水处理厂出现极端水质偏差的主要因素
是设计前期对水 质 预 测 分 析 失 误,这 包 含 实 际 数 据
采样及统计上的失误,以及预测方法或模型的失误。
污水处 理 厂 设 计 指 标 的 确 定 需 要 一 定 的 前 瞻
性,但是如果污水 处 理 厂 投 运 后 持 续 数 年 仍 然 严 重
偏离设计水平,使得污水处理厂很难正常运转,出水
水质无法稳定达标,这就属于设计失误。
针对 运 营 实 践 中 出 现 的 问 题 ,笔 者 认 为 科 学 合
理 地 确 定 原 水 水 质 并 作 出 有 针 对 性 的 工 艺 选 择 是
设 计 环 节 面 临 的 首 要 挑 战 ,设 计 前 期 应 该 加 强 对
未 来 进 水 水 质 的 科 学 预 测 ,有 条 件 的 地 区 要 结 合
实 际 采 样 ,再 考 虑 未 来 汇 水 区 域 内 生 活 污 水 及 工
业 废 水 的 变 动 情 况 进 行 综 合 确 定 ,对 于 可 预 见 的
特 殊 水 质 情 况 ,工 艺 选 择 上 要 有 应 对 策 略 ,以 确 保
建 成 后 的 污 水 处 理 厂 运 行 稳 定 性 。
1.
3 低碳氮比应对策略
本文着重讨论 进 水 碳 源 不 足 的 情 况,这 是 制 约
脱氮除磷效果 的 直 接 因 素。前 文 提 到,我 国 污 水 处
理厂进水碳源尤其 是 rbCOD、VFAs偏 低 在 很 多 地
区 都 非 常 普 遍 ,甚 至 有 些 污 水 处 理 厂 进 水 VFAs≤
5 mg/L,这 会直接影响除磷效率。为了应 对 碳 源 不
足,获得更高的 TP去除率,工程通常考虑采用外部
商业碳源,但 这 无 疑 增 加 了 运 行 成 本,提 高 了 污 泥
产量。
笔者建议重 视 污 水 处 理 厂 “内 碳 源”利 用 技 术,
目前,国内污水处 理 厂 设 计 方 案 在 “内 碳 源”利 用 上
往往缺乏这方面的考虑,实际上,如果充分挖掘污泥
中潜在的碳源,无疑会大幅降低对化学除磷的依赖;
同时还能降低污 泥 产 率,内 碳 源 利 用 是 一 种 可 持 续
的绿色技术。
对于实现有 效 的 EBPR,污 水 处 理 厂 进 水 需 要
提供 足 够 的 VFAs 用 于 PAOs 的 厌 氧 释 磷,进 水
VFAs不 足 时,可 利 用 初 沉 污 泥 进 行 水 解 发 酵 产
酸
[
2]
,初沉 污 泥 中 18% ~30% 的 VSS 可 以 转 化 为
SCOD,这 部 分 SCOD 中 85% 的 成 分 为 VFAs
[
3,
4]
。
运行良好的初沉污泥发 酵 系 统,能 为 进 水 补 充 10~
20mg/L 的 VFAs,
Bou
z
a
s等 分 析 认 为 ,通 过 初 沉
污 泥 水 解 污 水 处 理 厂 能 节 省 30% ~90% 的 外 加
碳 源
[
5]
。 典 型 的 初 沉 污 泥 发 酵 补 充 生 物 脱 氮 除
磷 (
BNR)系 统 厌 氧 过 程 所 需 VFAs的 案 例 为 加
拿 大 Alberta省 首 都 污 水 处 理 厂 污 水 处 理 工 程 ,
见 图 3。
图3 初沉池污泥发酵系统工艺流程
尽管目前大多 数 研 究 表 明,初 沉 污 泥 可 以 产 生
更高浓度 的 VFAs。但 是 一 方 面,对 于 特 定 的 污 水
处理厂而言,初沉污泥产量却远低于活性污泥;另一
方面,一些污水 管 道 系 统 收 集 的 污 水 产 生 的 初 沉 污
泥本身发酵 VFAs含量较低,因此 Thomas等认为,
多数污水处理厂只依赖初沉污泥发酵产酸往往是不
能满足脱氮除磷对 VFAs的需求
[
6]
。但活性污泥数
量相 对 较 为 稳 定,因 此,利 用 活 性 污 泥 水 解 产 酸,成