AB 法即吸附(A)-生物降解(B)工藝,是20 世紀70 年代中期在傳統(tǒng)兩段活性污泥法(Z-A 法)和高負荷活性污泥法基礎上開發(fā)的一種新工藝,屬超高負荷活性污泥法,由A 段和B 段二級活性污泥系統(tǒng)串聯(lián)組成,分別有獨立的污泥回流系統(tǒng),各自擁有獨特的微生物群體。AB 法最突出的優(yōu)點是A 段負荷高,抗沖擊負荷能力強,特別適用于處理水質(zhì)變化大、有機污染物濃度較高的污水〔1〕。A 段通常為微氧環(huán)境(溶解氧為0.5~0.7 mg/L),以高負荷、短泥齡的參數(shù)運行,主要是通過吸附、吸收、氧化等方式去除有機物。B 段去除有機污染物的機理與普通活性污泥法基本一致,以低負荷、長泥齡的參數(shù)運行,對有機物以吸收、氧化為主,剩余污泥量很少。其中A 段對有機物的去除起著關鍵作用,提高A 段有機物去除能力是提升系統(tǒng)處理能力的關鍵,并為B 段進一步去除有機物創(chuàng)造條件〔2〕。
1 工程介紹
某飲料公司是一家以生產(chǎn)飲料為主的企業(yè),新的生產(chǎn)線投產(chǎn)后需進行配套的廢水處理設施的建設,本期工程設計平均處理量為300 m3/d,最大處理量為400 m3/d,其進水COD 為1 200 mg/L,BOD5為600 mg/L,SS 為300 mg/L,pH 5~10,要求出水水質(zhì)達到《上海市污水綜合排放標準》(DB 31/199—1997)中二級排放標準。因飲料生產(chǎn)廢水中含有較多的糖類、蛋白質(zhì)等污染物,因此該廢水有機物濃度高、可生化性較好(BOD/COD>0.4)。另外由于生產(chǎn)過程中的CIP 清洗或生產(chǎn)事故時有高濃度生產(chǎn)污水進入處理系統(tǒng),因此該系統(tǒng)水質(zhì)水量波動較大,工程設計時要充分考慮系統(tǒng)的耐沖擊能力。
2 工藝選擇
該企業(yè)老生產(chǎn)線配套的廢水處理系統(tǒng)采用的是厭氧+接觸氧化工藝,處理規(guī)模120 m3/d,整體運行效果較好,但卻存在如下幾方面問題:冬季會出現(xiàn)出水水質(zhì)波動情況; 厭氧技術運行對技術人員要求較高,企業(yè)更偏向簡單易操作的好氧技術;厭氧產(chǎn)生的少量沼氣存在安全隱患。結(jié)合企業(yè)現(xiàn)有廢水處理站運行經(jīng)驗及廢水特點,廢水中的有機物濃度偏高,若采用常規(guī)好氧處理,有機物難以達標排放;若采用厭氧-好氧處理,如一期工程雖可有效處理,但勢必增加企業(yè)運行管理上的顧慮。
AB 法成功處理有機廢水在國內(nèi)外屢有報道,成為本工程的可選工藝,由于進水COD 達到1 000mg/L 以上,應用常規(guī)AB 法亦存在風險。龍騰銳等〔3〕指出,A 段活性污泥包含了大量的細菌及其胞外酶、滲透酶,可大大提高水解速度和小分子有機物輸入細胞內(nèi)的傳遞速度,使小分子有機物能迅速從菌體表面?zhèn)鬟f入菌體內(nèi)而進行厭氧降解。如果對A 段沉淀池的回流污泥進行強化再生,將回流污泥進行強制曝氣充氧,使有機物在菌體內(nèi)的厭氧降解轉(zhuǎn)變成在菌體內(nèi)的好氧內(nèi)源代謝,就可以使A 段回流污泥中的微生物的生物活性和吸附能力得以提升,即可提高有機物質(zhì)在A 段的去除率。同時強化再生后的污泥又具有良好的生物絮凝能力,提高了污水混合物在沉淀池的沉淀分離能力。因此可考慮對A段污泥進行強化再生,以提高A 段廢水中有機物的去除率并降低B 段運行負荷,以滿足廢水達標排放的要求。
3 工藝流程
確定該工程工藝主體采用AB 法,其中中間沉淀池回流污泥首先進入再生段進行強制曝氣充氧,使污泥微生物處于內(nèi)源代謝期,此時,微生物具有較強的生物活性和吸附能力,再回流進入高負荷段吸附段與新鮮原污水進行混合,能夠快速降低污水中的有機物,同時生物絮凝能力得以提升,泥水進入中沉池后又具有良好的沉淀分離能力。好氧池采用射流曝氣法,其具有系統(tǒng)占地少、基建費用低、空氣氧轉(zhuǎn)化利用率高、容積負荷和污泥負荷高、固液分離效果好、剩余污泥量較少等優(yōu)點。具體工藝流程如圖 1所示。
圖 1 工藝流程
4 主體構(gòu)筑物設計
(1)調(diào)節(jié)池。鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸為9.0 m×11.2 m×6.5 m(地面以上3.0 m),有效水深6.0 m,水力停留時間48 h,攪拌功率按6 W/m3 取值,設置3 臺QJB1.5/6-260/3-980/c/s 型潛水攪拌機。設1 套應急加酸加堿計量系統(tǒng)(WA-400 型),通過在線pH 計監(jiān)測pH 變化。
(2)事故池。鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸為9.0 m×2.8 m×6.5 m(地面以上3.0 m),有效水深6.0 m,內(nèi)壁涂環(huán)氧樹脂防腐。
(3)高負荷好氧池。鋼砼結(jié)構(gòu),吸附反應段尺寸為4.5 m×3.5 m×5.5 m(地面以上2.0 m),有效水深5.0 m,污泥再生段尺寸為4.5 m×2.0 m×5.5 m(地面以上2.0 m),有效水深5.0 m。設置2 臺射流循環(huán)泵,Q=250 m3/h,H=13 m,P=18.5 kW,1 用1 備;5 套HJJET-50 型射流曝氣器;2 臺曝氣風機,Q=5.6 m3/min,H=5 m,P=11 kW,與B 段好氧池共用,1 用1 備。
高負荷好氧池設計去除COD 容積負荷為5.0kg/(m3·d),其中吸附反應段HRT=6 h,污泥再生段HRT=4 h。曝氣池(含強化再生與吸附段)MLSS 為5 000 mg/L。
(4)中間沉淀池。鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸為4.5 m×3.1 m×5.5 m(地面以上2.0 m),有效水深4.8 m,中沉池中心倒流筒和出水堰均采用非標設計。中間沉淀池設計表面負荷0.9 m3/(m2·h)。
(5)B 段好氧池。3 座,鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸為9.0 m×3.5 m×5.5 m(地面以上2.0 m),有效水深4.7 m。設置2 臺射流循環(huán)泵,Q=150 m3/h,H=14 m,P=11 kW,1 用1 備;6 套HJ-JET-25 射流曝氣器,曝氣風機與高負荷好氧池共用。
B 段好氧池設計去除COD 容積負荷為0.8kg/(m3·d),曝氣池MLSS 為4 000 mg/L。
(6)二沉池。鋼砼結(jié)構(gòu),尺寸為5.5 m×5.5 m×5.5 m(地面以上2.0 m),有效水深4.6 m,二沉池中心倒流筒和出水堰均采用非標設計,二沉池設計表面負荷為0.42 m3/(m2·h)。
5 運行結(jié)果
工程調(diào)試接種污泥來自該工廠老廢水處理廠接觸氧化池污泥,A 段B 段同時調(diào)試,采用連續(xù)進水法,逐步提高進水流量,整個調(diào)試工作持續(xù)約40 d,由于進水濃度比設計值低( 調(diào)節(jié)池出水COD 為500~900 mg/L,低于設計值的1 200 mg/L),整個工程調(diào)試運行效果比較理想,出水水質(zhì)完全達標排放。通過對A 段回流污泥的強化再生,A 段對COD 的去除率基本能達到70%以上,明顯高于傳統(tǒng)AB 法A 段的去除率,中間沉淀池的出水COD 在150~250 mg/L,平均200 mg/L,大大減輕了B 段好氧段的運行負荷。二沉池出水COD 也達到了一個較低值,為40~80 mg/L,主要是因為A 段活性污泥中的細菌及其胞外酶加速了大分子有機物的水解速度,從而提高了進入B 段廢水的可生化性,從而使B 段世代期長的真核微生物能徹底分解廢水中的有機物質(zhì)。
該工程正式投產(chǎn)以后,正常運行廢水通過管道進入集水井,另外每天會有事故來水,事故來水流量為10~15 m3/h,每次2~3 h。參考了老廠的運行經(jīng)驗,此次新建污水處理工程設有事故池,并將調(diào)節(jié)池停留時間增至48 h,降低了瞬時進入污水處理系統(tǒng)的COD。針對工程水質(zhì)波動較大,生化池采用射流曝氣的方式,進水與池內(nèi)混合液瞬時混合,提高了A 段和B 段好氧池的抗沖擊負荷能力,有效地避免了沖擊負荷對整個系統(tǒng)運行效果的影響,保證系統(tǒng)出水水質(zhì)。具體參見http://www.yiban123.com更多相關技術文檔。
6 結(jié)論
(1)A 段回流污泥的強化再生,提高了AB 法的有機物去除能力,COD 達到1 000 mg/L 時采用AB法處理后亦能達標排放。
(2)A 段的強化再生不僅提高了整個系統(tǒng)運行的安全可靠性,保證系統(tǒng)的出水水質(zhì),其較好的泥水分離性也減輕了沉淀池的運行負荷。
(3)AB 法不僅可用于處理廢水量大的城市污水,也可用于小規(guī)模的工業(yè)廢水處理,從實際工程運行情況看,運行情況良好。
(4)本工程好氧段采用射流曝氣工藝,其氧氣利用率高、抗沖擊負荷能力強、固液分離效果好、剩余污泥產(chǎn)量少、基建費用低,具有明顯的節(jié)能效果。