低水温条件下CAST工艺在污水处理厂的应用

发布时间:2020-12-30 10:35:44

  宁远污水处理厂位于辽宁省中部某城市,该污水处理厂采用“BOT”模式运营,设计处理规模为8×104t/d,采用CAST工艺,主要处理市区南部市政管网内的生活污水,由于该城市市政管网属合流制管网,因此该水厂存在进水浓度偏低,C/N比不均衡、冬季水温偏低等特点,根据现阶段对市政污水处理厂的监管要求,污水处理厂出水必须满足《市政污水处理厂污染物排放标准》中一级A类标准。因此,污水处理厂冬季运行参数的调整至关重要。并且经过多年的运行调查发现,冬季进水温度在5~8℃之间运行稳定,并且污水处理效果也较为良好,因此,采用CAST工艺对其他北方污水厂进行污水处理,有一定的指导和借鉴意义,下文就展开了相关的介绍。

  一、工艺概述

  CAST反应池基本可以分为生物选择区、缺氧区和主反应区,分为进水、曝气、沉淀、滗水、闲置这几个流程,其作用是将污水中的COD以及含氮和磷的污染物去除,宁远污水处理厂共设置2座CAST生物池,分为4组,循环周期为6h,进水搅拌2h,曝气90min,沉淀1h,滗水1h,每天循环四次。并可根据进出水水质调整各时序反应时间,保证出水稳定达标。

  二、污泥培养驯化过程与结果分析

  2.1 培养驯化期间进水水温

  该污水厂调试开始为12月初,进水水温仅有经过6℃,活性污泥培养驯化的最佳温度应在15℃以上,但通过增加接种污泥量(接种污泥来源为沈阳某污水处理厂脱水污泥),共计接种含水率80%的污泥1000t;由于进水水质和温度较低,通过控制曝气量,减少热量散失,并保证污泥不沉积便可。

  2.2 活性污泥培养阶段

  自活性污泥培养驯化工作开始之日起,工作人员应该在每天的早上5:00-8:00期间,对所有的生物池进行沉淀,8:00-10:00之前进行滗水,10:00-14:00进行水曝气,14:00-17:00进行闷曝。生物选择器和缺氧区的搅拌器和主反应区的回流泵也应打开,以便使接种的污泥和污水充分混合。这一过程应由工作人员手动操作,并且该种工作要持续一周左右。经过一周的时间,可以发现生物池泥水混合液逐渐由黑色变为灰褐色,沉降比达到了4%,污泥的浓度,每毫升也达到了700mg,但是污泥活性及絮凝性都比较差。生物池上的大量泡沫也变得相对较少。

  2.3 活性污泥驯化和稳定阶段

  一周之后可以发现污泥的质量得到了明显的改善中,种数量由少迅速增多,累积出来大量的累枝虫。此后污水厂6~8×104t水量运行。通过分析这一期间的水质数据,可以发现出水pH值略有下降,导致这一现象的主要原因就是污泥的浓度不高,异养微生物对有机底物的代谢和合成最终会产生二氧化碳,二氧化碳溶于水,使水的pH值大大降低。其次,出水水质达到设计值,这也标志着活性污泥培养的逐渐成熟,但石渣和磷的去除率不高。分析表明,主要原因是污泥浓度不高,活性较差。水温较低时,微生物只具有降解有机物的能力,不能氧化分解大部分氨氮。同时,因为整个系统不去除磷,因此对氮、磷的整体去除能力不够。

  三、运行结果和分析

  通过分析该阶段低温CAST工艺污水处理的数据,发现出水的pH值明显下降,主要原因就是由于淤泥进行了硝化反应,这一过程产生了氢离子,同时硝化化反应不够明显,消耗很少的氢离子总体上水中有大量的氢离子,剩余引起pH值明显下降。其次SS、BOD5的常规指标出水水质稳定,都达到了国家的相关标准,并且在低温进水的条件下污水厂运行较为正常,没有任何污泥膨胀的现象。其主要原因是在静水中建立了少量的生物选择区。当污水进入处理系统后,首先进入生物选择区。在这一行中,底物浓度很高,絮凝菌对有机物的利用率高于丝状菌,因此选择区内的物质有利于细菌的快速繁殖,从而克服污泥膨胀的问题。最后,虽然整个污水中的氨氮和总氮都达到了相关的设计标准,但去除效果一般,因为污泥在生物池系统中的龄期相对较长,且曝气阶段的溶解氧含量较高,造成总氮的一般去除效果。

  四、运行中出现的问题及解决措施

  4.1 污泥培养期间进水BOD低,营养源不足

  大多数污水处理厂第一、二次沉淀的脱水污泥可以为微生物提供足够的营养,并为微生物胶束的形成提供支持,但是当进水温度在7℃左右,极其不利于活性污泥的培养,因此在此过程当中可以通过控制曝气量和减少曝气过程的方法,对水的热量损失进行控制。

  4.2 滗水后期有微弱曝气现象发生

  在滗水液位下降到4.5m左右的时候,生物池当中就会发生微弱的曝气现象,同时活性污泥也会被搅起,分析其原因,发现是曝气结束的阶段,空气阀门关闭而生物池处于高液位的状态。曝气管道内的残气压力等于高水位的压力,水位会逐渐降低,空气会从掺气水头中逐渐溢出。此时,应在每个生物池的主曝气管上的空气阀后面加一个电磁阀,电磁阀需要在通风结束后保持打开状态。

  4.3 进水跌水充氧情况严重

  由于粗格栅污水提升至细格栅,细格栅至曝气沉砂池,曝气沉砂池至CAST池存在多处跌水曝气情况,冬季进水溶解氧偏高,再经过多次跌水充氧,导致生物选择区溶解氧偏高,不利于反硝化反应的进行。日常运行过程中,将细格栅进出水闸门和曝气沉砂池出水闸门人为关小,提高运行液位,减小跌水高度,降低充氧量,保证了进水搅拌阶段生物选择区和缺氧区的溶解氧含量。

  4.4 多台搅拌器发生故障

  在运行的期间发生了搅拌器故障,将搅拌器取出,检查后发现定子被缠绕杂物,导致了温度升高报警,取出杂物后报警消除。发生这一现象的主要原因就是由于当生物池还没有封闭式施工,队伍管理不善,人员将杂物扔到了施工池当中,或者是当外界风力较大时,会将杂物吹到池中所导致的。因此,污水处理厂可以全部更换热继电器,并紧固所有的接线就可以避免发生此类事故。

  五、总结

  CAST工艺在冬季低温条件下就可以良好的满足城市污水处理的要求,该种方法十分灵活,可以根据水量和水质来调节相关的处理程序。在CAST的使用过程当中,工作人员也应该注重运行当中各种问题的预防和处理,保证该工艺可以发挥其应有的作用。(来源:鞍山清畅水务有限公司)

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