深圳滨河污水厂AB法运行实践及分析
滨河污水处理厂总处理能力为30×104m3/d，分三期建设，一、二期工程均采用推流式吸附再生法（二级处理）。三期工程的处理量为25×104m3/d，采用AB法，B段为三槽交替式氧化沟，运行至今已两年。
1 设计概况
三期工程的设计指标见表1。
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1998年—1999年的实际运行水质情况见表2。
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2 A段曝气池
A段的HRT为33min，污泥浓度为2000mg/L，在好氧或兼氧状况下运行。控制池中的供氧状况可在一定程度上控制其BOD5的去除率，平均为50%～60%，最高达75%，其污泥负荷为2.5kgBOD5/(kgMLSS·d)。由于A曝前没有初沉池，进水饱含高活性、低级原核细菌，它们在A段的高负荷条件下处于对数生长期，并能在很短的时间内大幅度地降解去除水中的有机物，同时产生大量的污泥。A段泥龄短、更新快，因而使A段污泥无需再生即可具有持续的吸附能力。A段较高的细菌密度和足够的接触时间，以及原水中带有活性质粒细菌的不断接种，创造了有利于细菌遗传变异的条件，从而使A段污泥对污水中的毒物、pH及其他环境因素的影响具有较强的适应能力。
3 B段氧化沟
通过A段的处理，进入B段的有机物主要是易与被微生物所吸收利用的溶解性物质，与常规工艺相比，B段污泥活性成分较高，在相同污泥负荷下B段的F/M值实际要低些，因此泥龄较长，生物相丰富。三槽式氧化沟是带有沉淀功能的曝气池，由建在一起的三条氧化沟组成一个单元。在每条氧化沟中均布置有一定数量的转刷，以达到曝气和环流的要求。三条氧化沟与配水井相互连通，该配水井有三个自动控制的出水堰，可调节进入每沟的流量，三个氧化沟是互相连通的，通过建在两边二个氧化沟上自动控制的出水堰，使污水顺利地从一个氧化沟流到另一个氧化沟。三槽式氧化沟的基本运行方式分为六个阶段：
①阶段1
通过调节配水井堰门，污水进入第一沟，沟内转刷以低速运行，仅使沟内污泥以悬浮态环流，DO则不足以使沟内有机物全部氧化。此时，活性污泥中微生物强制利用上一阶段产生的硝态氮作为氧化剂，有机物被氧化，硝态氮还原成氮气逸出。同时，沟内自动调节出水堰上升，污水通过连通孔进入第二沟。第二沟内的转刷在整个阶段内均以高速运转，混合液在沟内保持恒定环流，转刷所供氧量足以氧化有机物并使氨氮转化成硝态氮。处理后的污水通过连通孔进入第三沟，混合液在第三沟中泥水分离，上清液通过已降低的出水堰从第三沟排出。
②阶段2
当污水从第一沟转向第二沟，第一沟内的转刷开始高速运转，并逐步成为富氧状态。在第二沟内处理过的污水进入第三沟沉淀，上清液通过第三沟出水堰排出。
③阶段3
污水仍然从第二沟进入。第一沟的转刷停转，开始预沉淀进行泥水分离，直至该阶段末端，泥水分离过程结束。在该阶段，污水仍然由第二沟进入第三沟，上清液仍然通过第三沟出水堰排出。
④阶段4
污水从第二沟流入第三沟，第一沟出水堰降低，第三沟出水堰升高。同时，第三沟内转刷开始以低速运转，污水从第三沟流向第二沟，在第二沟曝气后再流入第一沟。此时第一沟仍作为沉淀池，处理后的上清液通过第一沟已降低的出水堰排出。阶段4与阶段1相类似，所不同的仅仅是反硝化作用发生在第三沟。
⑤阶段5
污水从第三沟流入第二沟，第三沟的转刷开始高速运行，以保证在该阶段末端有余氧。第一沟仍作为沉淀池，上清液通过出水堰排出。阶段5与阶段2类似，所不同的仅仅是两个外沟功能相反。
⑥阶段6
该阶段基本与阶段3相同，第三沟内的转刷停止运行，开始泥水分离，入流污水仍然进入第二沟，处理后的污水经第一沟出水堰排出。
该氧化沟系统非常灵活，运行方式有多种，可随不同的入流水质及出流水质要求而改变。
4 AB法的运行效果与特点
4.1 抗冲击能力
从1999年8月—2000年2月，滨河厂三期进水平均BOD5、SS分别为273mg/L、535mg/L，水量在(19～23)×104m3/d范围，使得进水负荷大大超过原设计负荷。然而，出水一直达标排放（三项常规项目已达国家排放一级标准），运行稳定，究其原因一方面与滨河厂加强工艺运行控制、管理经验较丰富有关；另一方面则是工艺的本身，因A段发挥的主要作用是物化过程，与生化过程相比，它受毒物、负荷及pH等因素变化的影响较小，因而去除效果稳定，一定程度上对B段有保护作用。
4.2 对氮、磷的去除
在B段，由于泥龄较长，可能使世代时间较长的硝化菌在污泥中所占的比例得以提高；另外，A段对进水中BOD5的大幅度去除，使硝化菌对氧的竞争应处于比较有利的地位，B段的硝化速度也会因此大大提高，再通过氧化沟运行模式中1、4阶段的反硝化脱氮，滨河厂1999年TN的平均去除率为50%左右。磷在水中的存在包括正磷酸盐、聚磷酸盐及有机磷三种，A段在兼氧条件下，通过厌氧释磷、好氧吸磷能比较彻底地去除存在于SS中的有机磷和水中的胶态磷，滨河厂A段磷的去除率为20%～30%。细菌对水中磷的吸收基本取决于厌氧释放的程度，如释放得比较彻底，在好氧条件下会有相当可观的摄磷现象，污水刚进入氧化沟1、4阶段，几乎一直处于厌氧状态，污水中的磷释放比较彻底，由于其他几个阶段供氧较充分，微生物则会进一步吸收污水中的磷。滨河厂AB法运行实践证明：1999年磷的去除率平均为64%，其中最高可达80%。
4.3对难降解有机物的去除
根据滨河厂的运行实践，A段中出现了COD去除率比BOD5高的现象，这是由于原水中一些可检测到的COD物质(BOD5测不到)在A段的兼氧条件下被微生物分解成较易生化的有机物。
总之，通过以上的分析，为了使A段原核微生物充分发挥作用，应为细菌提供较高的有机负荷，增加细菌的代谢能力。
5 运行中出现的问题
1999年下半年随着三期水量的逐月增加，氧化沟溶解氧明显不足。随着污泥浓度的增加（在设计要求范围中），污泥指数也增加，即污泥的沉降性能也变差，通过镜检发现有较多的丝状菌，污泥结构松散，密实性较差。出现这种情况，可从两个方面进行考虑，即供氧和供营养条件。据1999年8月—2000年2月的统计，氧化沟进水平均BOD5为102mg/L，大于设计要求64mg/L，说明微生物营养供应合理。对于供氧对污泥性能的影响，在现场做了一个试验，即通过大量排氧化沟的剩余污泥，间接提高氧化沟的DO，再观察氧化沟的污泥沉降性能。结果与排泥前的情况相比，排泥后的氧化沟整体DO有所提高，从边沟转刷处测得的DO较高，表明充氧效率改善，同时测得SV为17%（排泥前为50%）。由此看来，DO的影响是直接原因，这可通过1999年每月TP的处理情况得到佐证(见表3)。
表3 1999年1--11月处理水量及TP去除情况
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注 上半年由于中沉池刮泥桁车及A曝曝气头改造，使污水部分超越进B段
从表3可看出，随着水量的增加和DO的降低，TP的去除效果增加，由于氧化沟的亏量供氧，造成氧化沟中更多的厌氧或近似厌氧的反应时段，使细菌受压抑并释放磷的反应比较彻底，在经过近似好氧区时，细菌能比较快速、充分地吸收并富集于体内，故除磷效果提高，出水中TP的含量降低。
6 情况分析和采取的措施
氧化沟供氧不足，是造成氨氮硝化不好，总氮去除效果较差的主要原因。整个氧化沟DO浓度为0.4～1.0mg/L，但对BOD5的去除影响不大，因为在DO＞0.3mg/L的情况下好氧菌也能正常地分解有机物。一般应控制DO在1.5～2.0mg/L以上，低于0.5mg/L时则硝化完全停止。
亏量供氧使氧化沟厌氧段增多，磷释放应该比较彻底，但实际上整个氧化沟溶解氧基本上低于1 mg/L，没有形成真正的好氧区域，所以细菌对磷吸收还不够充分，故TP的去除率未能达到设计标准。
针对氧化沟供氧不足的问题，可根据氧化沟运行方式灵活多变的特征调整运行模式，如缩短半个周期的预沉时间，即预沉时间由原来的1 h缩短为45min，这样每天增加转刷充氧时间1.5h，运行周期由8h提高到12h。另外还可增加高速转刷的运行时间，调整中、边沟进水的时间分配［控制污泥负荷在0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)］。通过调整测得的NH3-N、TN和TP数据见表4。
表4 去除氮、磷的实测平均值
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由表4可知，调整后的NH3-N、TN去除率比调整前提高1成多；TN去除率已达到设计标准，TP去除率为84%。
7 结论
综上分析，进水有机负荷的增加应是氧化沟充氧不足的直接原因，可通过调整氧化沟的运行模式使TN、TP去除率基本达到设计标准。由于进入滨河厂的污水偶尔含有垃圾填埋厂排放的垃圾渗滤液，这样使得进水水质波动的范围更大，现正积极摸索，积累经验，使整个AB系统更加稳定地运行。
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