珠海拱北污水廠三期工程的工藝方案選擇
姜 甦1， 葛紅霞2
（1.珠海市拱北水質凈化廠，廣東珠海 519020 ；2.珠海市政管理處，廣東珠海519020 ）
摘 要：通過對幾種具有脫氮除磷功能的工藝比較，結合三期工程的實際情況，按照技術先進、經濟合理、高效節能、便于操作的原則，推薦選擇一種新的AAO改良工藝。
關鍵詞：除磷脫氮；AAO改良工藝；隔離曝氣； 序批曝氣； ORP控制
中圖分類號：X505
文獻標識碼：C
文章編號：1000-4602(2000)09-0037-03
珠海市拱北污水處理廠毗鄰澳門，始建于1985年，占地總面積為14.9hm2，規劃總處理規模為11×104m3/d，服務面積約為22km2， 服務人員約22萬人。進水來源為生活污水(約占70%)和工業廢水(約占30%)， 已建成的一、二期工程采用傳統活性污泥法(表面曝氣)，處理能力共2.8×104m3/d。
1 工藝設計基礎資料
進水水質根據本廠接納區域歷年進水水質情況并考慮發展的需要確定如下：
? BOD5＝150 mg/L，CODCr＝250 mg/L，SS＝250 mg/L，TN＝25mg /L，TP＝5mg/L。
出水水質根據接納水體(珠海拱北沿岸海域)按國家排放標準和本地區排放標準的要求確定如下：
? BOD5≤20 mg/L，CODCr≤60 mg/L，SS≤20 mg/L，TN≤12mg/L，TP≤1mg/L。
根據規劃確定三期工程設計處理能力為8×104m3/d，總變化系數K＝1.3，可用土地面積為12.2hm2。
2 處理工藝的選擇
能滿足本工程出水要求的生化處理工藝有多種，如常用的AAO法、氧化溝、AB法等。根據工程的具體情況，本著“技術先進、經濟合理、高效節能、便于操作”的原則，對有關預選 方案進行技術與經濟比較。
① 氧化溝方案由于受本工程可用場地地形的影響，若采用氧化溝工藝方案，其構筑物布置過于緊湊而很不合理，故不予采用。
② AAO法是一種典型的除磷脫氮工藝，其生物反應池由厭氧、缺氧和好氧三段組成。它有兩種方案，主要區別是池型和水流特征不同。
方案一：矩形推流式AAO工藝。
其水流特征為推流式的前置反硝化除磷脫氮工藝，也可以說是一種較常用的且較成熟的工藝，特點是厭氧、缺氧和好氧三段功能明確，界線分明，工藝運行可靠，除磷脫氮程度較高，出水水質好，且有一定的抗沖擊負荷能力。
方案二：圓形環流式AAO工藝(見圖1)。
此工藝池型為內、外二環的圓形，內環為厭氧、缺氧段，外環為好氧段。該池型 決定了其水 流特征為環形完全混合式。因此，它除了具有方案一的諸多優點外，由于其圓環形的循環流 態而具有很強的抗沖擊負荷能力，是一種更先進的處理工藝。再通過技術與經濟比較(見 表1)，此方案的投資費用、運行費用均比方案一低，只是施工難度相對來講高于方案一。
3 方案的進一步改進與完善
由于本工程是國際貸款項目，工程所需的主要技術設備均從國外引進。為了使資金得到有效合理的利用，并充分利用國外的先進技術和設備，在本工程進口設備國際招標過程中，初步設計選擇的圓形環流式AAO工藝又得到進一步改良。
① 改良方案一：采用隔離曝氣操作方式(見圖2)。
將缺氧區由內環移至外環，即取消缺氧區與好氧區的空間分隔；采用潛水推進器替代原內回流泵；在外環分段隔離安裝曝氣頭(且采取不均勻布置方式)，以分別提供缺氧區、好氧區功能，即在外環同時進行硝化和反硝化過程。
此種改良方式既保持了原方案二的諸多優勢，又降低了內循環所需的動力消耗，而且內回流比可高達300%，同時調節更為靈活方便。
② 改良方案二：采用序批曝氣操作方式(見圖3)。
此改良方案池形與改良方案一完全相同，內環仍為厭氧段，但外環全部安裝曝氣頭，應用氧化還原電位儀(ORP)測控系統(在外環內安裝ORP儀)，根據硝化、反硝化過程中氧化還原電 位的變化以及出水水質的要求，設定ORP的控制點和控制值范圍。ORP測量值高于某設定控制值時即自動停止曝氣，ORP測量值低于某控制值時則自動開啟曝氣，即好氧和缺氧狀態按序 批式分時段進行。
此改良方案與改良方案一相比具有如下優勢：
a.可以完全取消內回流，即取消潛水推進器，只增加少量攪拌器，進一步減少了動力消耗。
b.序批曝氣方式使得鼓風機的運行狀況可以由實際好氧生化反應的需要來決定。因此在實際生產運行中若控制得當可節省相當多的電能消耗，尤其在進水水質低于設計進水水質情況下(這種情況在我國尤其是華南地區已屢見不鮮，據說國外也有類似情況)效果更為顯著；或者可以明顯提高水量超負荷運行的能力。
c.序批操作使運行方式更具靈活性，根據實際進水水質情況結合出水要求，既可按AAO除磷脫氮工藝(可視具體情況調整工藝參數分別實現以除磷為重點或者以脫氮為重點又或兩 者兼顧)運行，又可以方便靈活地采用AO除磷工藝運行。
由于此改良方案是連續進水、連續出水的序批曝氣操作方式，因此出水水質存在波動現象，但其波動范圍的高限可以控制在出水達標值的范圍內。另外，也可以調整ORP的控制值范圍縮短序批操作的時間分隔，從而減少出水水質的波動。
綜上所述，改良方案二與前述各方案相比，無論在技術上還是經濟上，都具有更多的優越性。此種工藝的應用基于現代可靠的檢測儀表和先進的自控技術，國外近幾年來已有若干成功運行的先例。因此推薦改良方案二——連續進水、連續出水的序批曝氣操作工藝作為最終實施方案。
4 結語
① 具有生物脫氮除磷功能的工藝類型很多，但各種工藝均有其特點和適用條件，必須結合當地的具體情況，經過充分的技術經濟比較，選擇最適合本地特點的某種工藝或工藝組合。
② 由于現代科技的日新月異，先進的工藝監測儀表和自動控制技術也隨之得到發展。在20 世紀初開發出來的活性污泥法主流工藝的基礎上，國外已進行了若干改良和創新，進一步開發出了許多新的改良工藝，本工程改良方案二：序批曝氣操作方式就是結合了SBR改良工藝技術優勢而產生的一種新的優化工藝運行方式。
③ 隨著國內體制改革的進行，污水處理項目的建設和運營推向市場已經成為必然。污水處理工程建設和管理的模式與思路也將發生變化。投資更省、占地更少、運行成本更低、操作更為方便的各種改良的、先進的、可靠的處理工藝將會成為新的主流工藝。
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收稿日期：2000-04-28
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