卡鲁塞尔2000型氧化沟的工艺设计及运行

卡鲁塞尔2000型氧化沟的工艺设计及运行
摘要：某污水处理厂采用Carrousel2000氧化沟工艺，处理来自城区的市政生活污水。

介绍了主要处理单元的工艺设计参数、工艺调试过程及项目运行状况。

针对工程调试及试运行的实际效果，探讨了污水处理厂调试运行过程中应注意的一些问题。

关键词：Carrousel2000氧化沟工艺；调试；试运行；工艺流程；设计参数引言
水污染是一个全球性的环境问题。

中国是一个水资源较为短缺的国家，缺水问题目前在我国的多个城市都多有出现，在这样的局面下，水污染问题又加剧了水环境形势的恶化。

而作为环保节能减排的主要手段之一，活性污泥法成为当前各城市污水的治理的主要手段之一。

活性污泥法运行管理主要工艺控制指标有:污泥沉降比(SV30)、曝气池混合液浓度(MLSS)、污泥回流量、曝气池溶解氧量(DO)、食微比(F/M)、剩余污泥排放量等等。

而COD和氨氮作为污水处理厂减排的主要指标性参数，其达标排放是污水处理运行管理中的重中之重。

一、污水厂概况
某污水厂分两期建成，一期于2009年投产运行，设计规模为4×104m3/d;二期于2012年投产运行，设计规模为4×104m3/d。

两期都采用Carrousel2000型氧化沟工艺，氧化沟前设厌氧池，以达到脱氮除磷的目的。

二、工艺流程及主要设计参数
（一）、工艺流程及说明
污水处理厂的主要工艺流程如图1所示。

从市政管道收集来的生活污水经中间提升泵站抽提至污水处理厂粗格栅渠，污水经粗格栅去除其中较粗、较大的垃圾和漂浮物，随后经提升泵抽提至细格栅渠，污水经细格栅滤去较小的悬浮物及软性垃圾，并在旋流沉砂池搅拌器的作用下，去除较重的砂粒等无机物质。

经预处理后的污水先流入氧化沟前端的选择池，与回流的大量高浓度活性污泥在池内混合，细菌在此经选择后与污水一同流入厌氧池。

在厌氧池推流器的推流搅拌作用下，回流污泥中的残留硝态氮在缺氧和10％~30％碳源的条件下完成反硝化反应，为以后的绝氧区（前置反硝化区）创造绝氧条件。

同时厌氧池中的兼性细菌则将可溶性BOD转化。

厌氧池出水进入安装有搅拌器的绝氧区（所谓绝氧状态就是池内混合液既无分子氧，也无硝酸根），在此绝氧环境下，70％~90％的污水可提供给微生物降解有机物的足够碳源，使聚磷菌能充分释磷并储备能量。

图1污水处理工艺流程
（二）、实际进出水水质及效果分析
污水厂试运行期间，投加了从其他污水厂脱水的剩余污泥泥饼作为种泥进行曝气培养，为了加快培菌过程，缩短启动时间，同时采用了投加粪便污水进行培养.结果微生物生长效果显著，活性污泥沉降性能良好，生物镜检出现固着型原生动物，出水水质稳定.至此，培菌结束开始投入正常运行[2].吴忠市污水处理厂实际进出水水质情况见表1.由表1可看出，原进水平均ρ（BOD5）/ρ（COD）=0.43，可生化性较好，但从营养比看，ρ(BOD5)∶ρ(N)∶ρ(P)＝25∶10∶1（标准营养比ρ(BOD5)∶ρ(N)∶ρ(P)＝100∶5∶1），说明碳源不足，有机物浓度偏低，而氮源较高.这主要是由于进水管道为明渠，原污水基本上是生活污水，经化粪池后，流入污水厂过程中一部分有机物发生沉淀和降解，而且大量农田退水流入，使得生活污水浓度降低，同时带入了农肥残留，造成碳源不足，氮源过高.从出水水质情况中可看出，除TP外其余各项排放指标均优于设计标准.这主要是由于除磷是通过剩余污泥的排放实现的，而在此期间基本上未排放过剩余污泥．
（三）、Carrousel2000型氧化沟
设置2座Carrousel2000型氧化沟，设计沟内混合液污泥浓度为4000mg/L，污泥负荷为0．083kg-BOD5/(kgMLSS·d)，一期氧化沟总容积为26100m3、有效水深为4．5m、污泥龄为10．2d;二期氧化沟总容积为27250m3、前反硝化区容积为4540m3、有效水深为4．8m、污泥龄为18．7d。

每座氧化沟内设置4台表曝机，每台功率为160kW，其中2台采用变频调速，表曝机的运行由设置在沟内的DO仪控制，从而减少了运行人员的操作，也使得工艺控制过程更为科学。

从目前的运营效果来看，Carrousel2000型氧化沟反硝化效果良好，该污水厂出水TN平均值都低于10mg/L。

三、工艺调试
污水处理厂的工艺调试是污水处理工程建设的重要阶段，是检验污水处理厂前期设计、施工、安装等工程质量的重要环节。

在设备安装完工后，污水厂按单机调试、联动试车和污泥培养及试运行3个步骤进行调试。

（一）、单机调试
污水处理厂开始对完成安装的设备进行单机调试工作，在安排设备厂家对设备进行现场调试运行的同时对污水厂操作人员进行讲解和培训。

对各个机器设备逐一进行手动调试，检查其正反转情况、振动、噪音大小以及运行状态。

在确认设备正常后，安排自控工程师在中控室控制中心对设备进行单机试车，确认各设备的PLC通讯正常，能进行远程操作控制。

通过单机调试，既检验了设备质量，同时也使操作人员熟悉了设备，为今后的正常运营奠定了基础。

单机调试完成后，开始实施联动试车。

（二）、调试前准备
调试进行之前，污水处理厂的建设、安装工作已基本完成，满足调试的硬件设施条件。

同时，污水处理厂调试人员及其他相关人员均到位，确保调试过程中出现的问题能得到及时有效地解决；污水处理厂按现场实际情况拟定了完善的调试及试运行计划。

化验室及仪器仪表均投入使用；污水管道、构筑物内外杂物的清理等准备工作全部完成。

四、遇到的工艺问题
（一）、氧化沟及二沉池表面浮泥问题
进入冬季，随着进水浓度越来越高，该污水厂氧化沟及二沉池的池面上均有一层较厚的浮泥。

浮泥呈粥状、粘稠，镜检发现浮泥中含有细微气泡，但浮泥中丝状菌数量不多，丝状菌丰度为b级，即不是所有絮体上都有丝状菌。

因此，排除了浮泥为丝状菌膨胀的可能。

由于浮泥不是大块上浮，且进入二沉池的混合液溶解氧浓度在1．0mg/L以上，也排除了二沉池反硝化上浮的可能。

该污水厂目前污泥龄在13d左右，且镜检发现微生物状态良好，轮虫数量适中，污泥絮体较为紧密，污泥颗粒颜色较深，无老化迹象，因此也排除了活性污泥由于曝气过量导致老化而解体的可能。

此外，通过检测发现进水中表面活性剂含量只有1．04mg/L，而石油类物质的含量也只有3mg/L左右，均在正常范围内，二者也并不是造成二沉池浮泥的原因。

（二）、出水COD和SS很难稳定达标
进水COD浓度偏高，污水的C/N值、C/P值很高，生物系统脱氮除磷问题不大，但出水COD值却无法稳定达标。

目前该污水厂污泥浓度在6000mg/L左右，平均进水量在6×104m3/d左右。

污水在氧化沟的HＲT约为27h，曝气充足，镜检微生物活性良好，工艺控制不存在大问题，因此怀疑是污水中不可生物降解的COD比例较高所致，于是在实验室进行了两次关于该污水厂进水COD中不可降解成分所占比例的试验。

将进水分别曝气12、24、36和48h，曝气后检测出水COD浓度。

结果表明，该污水厂进水经过不同时间的曝气后，出水COD值都没有达到50mg/L的排放标准。

其中，曝气24和48h后，其出水COD值反倒比曝气12和36h的出水COD 值要高。

通过现场观察，发现曝气12和36h后的混合液经沉淀后上清液较清澈，污泥絮体较大，因此出水COD值较低;而曝气24和48h后的混合液经沉淀后有细微污泥颗粒漂浮在上清液中，造成出水COD值普遍偏高，分析认为这可能是由于24h的曝气时间过长使得污泥解体所致。

结束语
在生活污水处理厂运营管理中，通过一年的实际运行数据，对现场管理中易于掌握和检测的主要工艺参数与出水水质标志性指标进行分析判断，为工艺运行和出水稳定提供了有力的理论和实践依据。

判断该厂实际运行中为确保水质达
标，SV30应处于20～30mL/L的范围，此时溶解氧DO应控制在2～4mg/L，MLSS 应控制在2000～7000mg/L之间。

参考文献
[1] 孙英合．活性污泥法曝气池DO异常的原因及对策［J］．科技信息，2010(03):732．
[2] 王佳伟，张天柱，陈吉宁．污水处理厂COD和氨氮总量削减的成本模型［J］．中国环境科学，2009(04):443－448．。