首页 > 论文范文 > 工程工业论文 > 工程综合论文 > 环境科学论文 > 污水处理厂AAO工艺的污泥培养调试研究

污水处理厂AAO工艺的污泥培养调试研究

2025-04-23 54 上传者：管理员

摘要：本研究聚焦于AAO工艺在废水处理领域的微生物培养，以某污水处理厂为例，深入探讨了污泥的快速培养与调试技巧。该厂运用了将AAO技术与磁混凝沉淀相结合的处理流程，运用粪便与地脚粉作为微生物培养的主要碳源，经过30d的培养阶段，实现了低投入、高效率的目标，同时保证了二沉池的出水质量达到一级A标准。研究提出了相关措施，为同行在调试与试运行阶段提供了借鉴。

关键词：
AAO工艺
复合菌群
污染物降解
污水处理厂
污泥培养
加入收藏

污水处理采用AAO工艺时,微生物的培养与前期调试具有重要作用｡物理与生物化学的交互作用依赖于微生物代谢,此过程对于污水中氮､磷的去除和污染物降解至关重要｡从自然界筛选出的微生物,需要经过系统培育以强化其污染处理效能,再通过精心设计的配方联结成生物链,最终形成能够高效应对复杂污水成分的复合菌群｡这一系列工作的核心是提高微生物对污水处理环境的适应性,保障设施的稳定高效运转｡

1、AAO法处理工艺

污水处理领域,AAO工艺代表一种综合厌氧､缺氧和好氧处理阶段的创新技术,如图1所示,这一技术是对早期A/O脱氮技术的深入发展,由20世纪中期针对联合脱氮与除磷的目标而精心改良[1]｡

图1AAO处理工艺

污水处理厂的AAO工艺路径中,原污水与含磷污泥在经历二次沉淀后同入厌氧处理段,目标是解放污泥内的磷元素并进行初始的氨化[2]｡混合流体随后与好氧区的高硝化回流液汇合,进入缺氧区,主要作用是完成反硝化,将硝态氮转化｡此环节的回流比例通常控制在2Q到3Q之间｡混合液进入曝气充分的好氧区,实现BOD的降低､硝化反应和磷的捕获[3]｡曝气后,硝态氮被清除,富磷污泥则通过二次沉淀分离并作为剩余污泥排出｡沉淀池作为泥水分离站点,部分污泥循环回厌氧段,剩余污泥则排出,而满足标准的上清液则被释放至河流｡

2、AAO工艺污水处理厂的污泥培养调试案例分析

2.1项目概况

某污水处理厂运用了一系列组合工艺,主要包括AAO生化系统､二级沉降､磁絮凝沉降,后续进行高精度过滤和采用次氯酸钠与紫外线照射的消毒方法,其水质达标遵循《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的A类一级标准｡

2.2污泥培养前准备

2.2.1污泥

AAO工艺的污水处理中,维持生化池内1500mg/L的污泥浓度是理论上的标准,但从经济角度出发,初始污泥浓度可适当降至1200mg/L｡针对本案例中的污水处理厂,调试前应筹备好100m3含水量为80%的活性污泥｡考虑到污泥活性在湿润条件下可维系7d以上,因此对污泥进行喷水处理是保持其活性的关键步骤｡

2.2.2菌种营养

污水处理厂AAO工艺的污泥培养过程中,碳质营养的供给对微生物生长至关重要｡碳源的选择在调试的不同阶段有所区别,初期以粪便为主,后期则侧重于淀粉｡从成本角度出发,地脚粉可视为淀粉的一种经济替代品｡根据实际操作,粪便的使用量应在100~150m3,地脚粉则需要准备5~10t｡为最大化地脚粉的效用,可预先进行3~5d的发酵｡

2.2.3监测仪器

污水处理厂AAO工艺进行污泥培养调整的研究活动中,需要配备以下几种关键仪器:用于测量溶解氧水平的仪器､COD检测设备､ORP监测装置､显微镜设施以及用于测定溶液酸碱度的pH计｡

2.3活性污泥的培养驯化

2.3.1污泥接种初期

启动活性污泥处理系统之初,先将清水与待处理污水按比例注入生化池,水位1~3m以覆盖推流器,随后开启推流器并一次性投入30m3脱水污泥｡起始阶段,实施封闭式溶氧操作,保持溶氧浓度5mg/L,分次添加发酵完毕的地脚粉｡首个作业日,曝气时长为6h,之后停止4h｡次日,当CODCr下降接近100mg/L时,中断曝气和推流器运作,静置1h后继续进水;之后恢复曝气和推流器,并追加10~15m3污泥,同步添加以粪便为主的营养物,以维持CODCr在50~100mg/L区间,根据实际需求补充磷,并执行封闭式曝气,曝气6h,休息2h｡

2.3.2污泥接种中期

经过大约2~3d的高封闭性气体注入处理,显微镜检视下能够发现不多的原生生物活动｡根据计划,每日向系统补入固态碳质,主要是粉末形态,并恰当添加尿素以维持磷氮比,保证生化池入口的化学需氧量浓度稳定在大约100mg/L｡为了有效去除生物代谢的残留物,生化池的水体更换操作是必不可少的,这包括暂停气体注入与推流作业,保持静态1h,之后实施分阶段的气体注入6h,此一连串操作需要连续进行3d｡

2.3.3污泥接种后期

经过一段时间的密封充气处理(大约7~10d),污泥颜色变为淡黄,SV30的测量值在8%~15%之间,污泥的质量浓度已经控制在600~800mg/L,并且镜检观察到原生及后生动物种群具有高水平的活力｡这些成果表明污水处理系统可以顺利进行到驯化以及逐步增加处理负荷的调试环节｡

2.3.4污泥驯化

AAO工艺的污水处理,对于接种后的污泥进行精确驯化至关重要｡首先要严格把控进水过程,然后对生化池各工艺段的DO进行实时跟踪,据此调整风机的运转速度与供气量,同时不断检测生化池和二沉池的出水质量及污泥浓度,适时调整污泥的内外回流,通过镜检观察活性污泥内微生物的活跃程度｡驯化满20d时,二沉池的排放水质可达到一级A标准,微生物活跃度提升,观察到轮虫等指示生物,显示水质得到显著提升｡污泥生长至填料上,100m3生化池的发酵剂添加量可提高到20~30kg/d｡初期按1%~2%的体积比泵入污水,每两天增加2%,直到达到预期的处理量｡随着泵入量的增加,适当减少发酵剂或生活污水的添加,或按比例补充碳源｡营养物的比例维持在BOD∶碳∶氮=100∶5∶1｡以日处理污水3万m3､BOD5浓度为250mg/L为例,日BOD5需求量为7500kg,对应氮需求为375kg,尿素投加量应为1178kg｡

2.4培养驯化结果

AAO工艺污水处理厂进水CODCr偏低的状况,已经影响到碳源的充足性,导致处理后的水体中TN含量平均值超出规定限值(15.5mg/L)｡经过一系列工艺调整,标准依然未能达成｡鉴于此,计划采用乙酸钠作为补充碳源,并通过烧杯实验评估其对TN去除效果的影响｡本次实验的目的是收集数据,支持进一步的工艺优化｡所需设备与材料包括电动搅拌器､固态乙酸钠､500mL烧杯以及移液管｡实验首先进行的是将1g的乙酸钠完全溶解于500mL的纯水中,并对COD和TP等参数进行记录｡然后,从生化池的缺氧段取得1800mL混合液体,对该液体中的DO､COD､TN､NH3-N进行定量分析｡分配该液体于三个标记为1号､2号､3号的烧杯中,各自体积为500mL,并制备相应的三个水样以供对比｡分别向三个烧杯中加入30mL､40mL和50mL的乙酸钠溶液｡接下来,三个烧杯中的液体在缺氧条件下以60~80r/min的速率搅拌维持3h｡搅拌一结束,立即对DO进行测定,并在静止30min后提取上层液体,进行COD､TN､NH3-N的测定,在缺氧段使用乙酸钠作为碳源进行投加｡经过该工艺处理,二沉池的出水质量符合一级A标准,并且经过磁混凝沉淀和精密过滤后,水质可以达到准Ⅳ类水标准｡优化操作下,污水处理量能提升到30000m3/d,达到预期的设计能力｡

2.5出现的问题及解决措施

AAO工艺污水处理厂的污泥培养进行调校时,发现生化池污泥絮体细化,二沉池出水质量下降,絮体漂浮和跑泥现象频发,对此实施了一系列精准调整:对于生化池絮体细化问题,通过减少曝气量,即降低鼓风机转速和增加回流水量来应对;对于二沉池问题,其原因是运行负荷增加到2000m3/h,通过回调至调试阶段的进水量,恢复了系统的平衡;对于二沉池混浊,主要与污泥活性降低和沉降性变差相关,同时伴有污泥回流浓度过高｡通过合理调配碳源,并在SV30超出30%时启动污泥浓缩泵,以及调整二沉池的进水量,混浊问题得到了有效控制｡

2.6经济性分析

实施AAO工艺的污水处理厂污泥培养调试工作时,成本的划分主要基于五个方面:人力､能源､维护､化学品以及其他相关支出｡人力成本着眼于6名员工的月均7500元工资､附加福利､管理开销和交通费用,能源成本即全厂的用电开销,维护则指设备日常的维护与更换成本,化学品费用主要包括必需的化学制剂,其他支出项目则包含地脚粉､城市粪便处理等｡总成本可用C=W+P+R+Q的形式来表现｡细化到成本组成,W即人员成本,以6人计,每人每月7500元｡能源成本P主要由电费构成,其中泵站与曝气池的电费占比较高,其他设备能耗低,不超出前两者的5%,污泥运输费可忽略｡化学品费用R以每月27000元的总额计算,包含所需化学试剂｡其他支出Q包括地脚粉和粪便处理费用,总计约15000元｡泵站电费β的计算遵循β=720KμX的模式,考虑到泵设备运营的相关费用｡面对日处理能力达到三万t级的污水处理设施,假设配备了5台55kW级别的提升泵和4台22kW的污泥回送泵,在电费标准为0.5元/kWh,泵的运行效率为30%,其月度电费开销将达39204元｡曝气池的电能消耗,其计算基于进水品质､出水标准､污水处理流程及曝气设备的参数,选用中间功率值90kw(在80~100kw范围内,设备使用率为75%)的曝气设备,其月电费为24300元,两项费用相加后乘以1.05的系数得出总动力成本为66679.2元,从而估算得出调试期间,一个月的总支出为153679.2元,换算成每吨水的处理费用是0.171元｡

3、结论

AAO工艺污水处理设施的污泥培养与调试实践中,利用经济实惠的碳源,如人类排泄物和工业副产品地脚面粉,开展了一个月的培养活动,成功实现了成本节约｡团队对遇到的多个培养问题进行了梳理,并提出了应对办法,为行业内的污泥培养提供了实践指导｡该项技术能够助力提升操作效率,同时为城市治理带来积极影响｡

参考文献:

[1]匡科,卢伟,潘南全,等.污水处理厂泵组设备效率评估及运行优化措施分析[J].给水排水,2023,59(12):49-52.

[2]程玉周,赵静,颜椿,等.城市污水处理厂改良AAO系统的物料平衡研究[J].城镇供水,2023(6):74-78.

[3]罗富智,林炼锋,秦宇媚.广州市污水处理厂污泥中全氟化合物污染情况分析[J].山西化工,2023,43(10):52-53,62.

文章来源:杨勇,陈彩萍,张文燕.污水处理厂AAO工艺的污泥培养调试研究[J].黑龙江环境通报,2025,38(04):28-30.