温州市中心片污水处理厂运行中的问题分析

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【摘 要】对温州市中心片污水处理厂运行过程中生化处理工段中出现的问题进行分析，调查得出处理单元的缺陷性与合理性，也对在生产运行中出现的污泥膨胀、污泥解体、泡沫等异常问题的应对措施进行研究，所得成果为该厂的合理运行、节约资源提供指导。

【关键词】城市污水；Orbal氧化沟；污泥

1、前言

长期以来，温州由于经济总量、人口规模持续增加，但城市污水大部分未经处理直接排放到瓯江，造成江河水体污染日趋严重，并直接影响着城市的环境卫生面貌、工农业生产和人民身体健康。因此扭转环境恶化和生态破坏趋势、改善环境质量是该市今后一个时期一项很艰巨的任务。为改善城市水体环境，温州市实施截污工程，加大截污纳管工作的力度，基本建成污水主干网，并于1999年10月开工建设温州市中心片污水处理厂。该厂占地20公倾，工程总投资3.0165亿元，于2003年正式投入运行。温州市中心片污水处理厂目前接纳温州状元、经济技术开发区、农用工业区、杨府山、东郊、旧城、梧埏、三垟、茶山、南白象等八个污水系系统，区域面积达131.18平方公里，近期服务人口60万。该厂现日处理污水量为20万吨，采用具有硝化和部分反硝化的奥伯尔（orbal）氧化沟工艺对污水进行生化处理，污水处理达国家二级排放标准后排入瓯江。该厂的设计进出水质见表一。该厂的主要设备构筑物分为：粗格栅、细格栅、曝气沉沙池、厌氧选择池、氧化沟、沉淀池、污泥浓缩池、脱水机房，其主要工艺流程见表二。

表一

水质参数 进水（mg/l） 出水（mg/l）

BOD5（mg/l） 130 ≤30

CODCR（mg/l） 350 ≤120

SS（mg/l） 150 ≤30

NH3-N（mg/l） 35 ≤25

PO43-（以P计，mg/l） 3 ≤1

表二 该厂的工艺流程图

2、运行中出现的问题及对策研究

2.1氧化沟的运行问题及对策

2.1.1氧化沟内溶解氧的控制

该厂的奥伯尔氧化沟是由3个闭路环形沟道以串联方式组成，其中每个沟道充氧程度不同，因而在各沟道内创造了不同的环境。3条沟的容积比例一般为50：33：17，而溶解氧的阶梯比例为0：1：2，即外沟的溶解氧控制在1.5～2.5mg/L，中沟的溶解氧控制在0.5～1.5mg/L，内沟的溶解氧控制在1.5～2.5mg/L。外沟供氧量通常为计算需氧量的50%～70%，以确保硝化、反硝化反应同时在外沟发生。

溶解氧的合理控制：

（1）限制充氧。身贝尔氧化沟的运行模式在国外已有限制充氧和富余充氧等模式。限制充氧即外沟充氧受到限制，以便允许硝化/反硝化同时在此发生，从而提高脱氮效率。有经验表明：限制充氧模式中外沟供氧量是整个系统供氧量的50%，中沟为35%，内沟为15%。外沟限制充氧后，充氧能力相对降低。在低负荷状态下，可通过变频降低转速而不需停运单轴转碟，因而保证了氧化沟外沟污泥浓度、污水负荷等呈均匀状态。

（2）富余充氧。在暂不考核总氮的情况下，可利于硝化作用把氯氮转变成硝酸盐氮，从而达到去除氯氮的目的，利用硝化系统可以去除大约57%的氮。富余充氧因沟内溶解氧控制较高，同时少了硝化过程补充的氧，因而供氧量要比限制充氧多24%左右。富余充氧还因为少了反硝化过程（还原1g硝酸氮可产出3g的碱度），氧化沟进水pH值相对0，1，2工艺要控制得高，以提供氧化氨氮所需要的碱度。

2.1.2氧化沟污泥膨胀的控制

温州市中心片污水处理厂曾于2009年发生氧化沟污泥膨胀现象。污泥膨胀是由于活性污泥中丝状菌异常增殖造成的，而丝状菌的增殖需要一个过程，同时由于该厂规模还算可以，抗冲击能力强，污泥膨胀不是短期内就能形成的，会有一个较长时间的积累。

污泥膨胀发生时主要由以下现象

二沉池反映现象：（1）浮面现象。在沉演池池面上先出现零散的浮污泥，并陆续蔓延至全池，该上浮污泥呈浅褐色，伴有大量细微泡沫，不易打散，加水稀释搅拌后仍不沉演，无民常气味。（2）出水非常清澈。

曝气池反映现象：曝气池池面形成细微的暗褐色泡沫，限曝气池活性污泥做30min沉降比时，发现絮凝体沉速变慢，活性污泥的压缩性能变差。污泥容积指数急剧上升，缺氧段漂浮大量深褐色污泥，致使溶解氧测定无法进行。回流污泥面上由于搅拌产生的气泡大（乒乓球大小），且不易破碎。

微生物镜检：在进行微生物观察时，发现大量的菌丝伸出菌胶团，菌丝开头稍弯，无分枝，长度在50～200μm之前，直径在0.7～14μm之间，菌丝上有部分附着物，内有横隔，污泥结构变差，其它指标微生物数量很少。

温州市中心片污水处理厂此次污泥膨胀成因及性质

（1）由微生物镜检可知，温州市中心片污水处理厂此次污泥膨胀属丝状菌膨胀而不是非丝菌膨胀。

（2）由各种图表可知，此次膨胀是由来水营养物缺乏（主要是BOD偏低），进而导致污泥负荷偏低（小于0.1kgBOD/（kgM LSS·D）），污泥龄过长（9d），正常微生物食料缺乏，缺少活性，而丝状菌过度繁殖造成的。

（3）结合微生物镜检及二沉池表象，根据研究资料，认为，此次污泥膨胀中丝状菌类型主要为0041型菌及诺卡氏菌两种。

（4）根据丝状菌菌丝中度，认为此次污泥膨胀属中度膨胀。

该厂针对污泥膨胀的控制措施

通过分析，认为此次污泥膨胀主要是由于污泥负荷偏低引起的中度丝状菌膨胀，考虑到加药可能产生的负作用，决定通过调整工艺运行参数，重点加强对曝气池的管理，来改善污泥状况。从2月10日开始采取了以下措施：（1）缩短污泥龄。主要是通过加大剩余污泥排放量来实现，由原来的每天排6000m3加大到13000m3，回流比仍控制在70%，使污泥龄由9d左右缩短到3d左右，从而加快活性污泥更新速度。（2）提高污泥负荷。由于加大了剩余污泥排放量，必然降低曝气池污泥浓度，由原来的2000mg/L左右，降到1200mg/L左右，从而有效地提高了污泥负荷。（3）降低溶解氧。主要方法是从原来1500m3/min的供气量调整至1000m3/min的供气量，使溶解氧由原来的4mg/L降至2mg/L左右，以为活性污泥创造有利的生存环境。

3、建议与结论

污水处理厂产生的社会、环境效益的高低，体现在污水厂实际处理污水的效果上。如果污水厂的运行状况不好，即使设备再可靠，工艺再先进，处理效果也不会令人满意。所以通过长时间的深入温州市中心片污水处理厂调查运行过程，得出如下结论：

1）城市污水处理厂中，曝气沉砂池是物理处理阶段的重要设备单元，针对运行过程中出现的排砂泵与管道堵塞问题，应通过反复开泵、停泵、增加曝气量、提高流速等措施，排空堵塞物。

2）奥伯尔氧化沟工艺中，深解氧的合理控制是整个工艺的关键，通过限制充氧和富余充氧的先进办法，保证氧化沟的污泥浓度、污水负荷呈均匀状态，从而提高脱氮除磷的效率。

3）活性污泥法处理污水过程中，由于丝状菌膨胀引起的污泥膨胀通常过程较长，通过工艺参数的调整比加药更加有效和合理，可以采取缩短污泥龄、提高污泥负荷、降低溶解氧等措施。

4）污泥处理系统中，污泥浓缩池常出理的污泥上浮、浓缩比太小等现象，应适当调整浓缩机转速、排泥速度、控制污泥停留时间等办法。

5）城市污水厂在运行控制过程中，除工艺合理、思路先进、还必须结合实际运行经验，仔细考虑每座处理构筑物的特点为与缺陷，以确保池型、流态和工艺设备的最佳组合