基于A/O生物接触氧化法的污水处理系统
基于A/O生物接触氧化法的污水处理系统
一、项目背景与需求分析
1.1 项目背景
- 目标：某膜材料研发公司混合污水（含市政污水与轻工业废水）处理，要求出水达到《GB 18918-2002》三级排放标准。
- 水质特征：
- 原水COD 300-500mg/L，氨氮（NH₃-N）40-60mg/L，TP 5-8mg/L；
- 水质波动大（工业废水占比30%），冬季水温低至8-12℃。
1.2 核心需求
- 功能需求：同步去除COD、氨氮、总氮（TN）及部分TP；
- 非功能需求：
- 抗冲击负荷（流量±20%，水质波动±30%）；
- 运行成本≤0.8元/吨；
- 占地面积≤5亩（处理规模1万吨/日）。
二、系统设计
2.1 工艺路线选择
- 选定工艺：A/O生物接触氧化法（缺氧-好氧工艺）。
- 选择依据：
- 同步脱氮除碳，适应高氨氮水质；
- 生物膜法抗冲击性强，污泥产量低；
- 投资与运行成本低于MBR工艺。
2.2 系统组成与参数
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子系统 |
功能模块 |
关键参数 |
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预处理 |
格栅+调节池+水解酸化池 |
HRT=8h，水解酸化池DO<0.2mg/L |
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A/O生物处理 |
缺氧池+好氧接触氧化池 |
缺氧池HRT=2h，好氧池HRT=6h，DO=2-4mg/L |
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深度处理 |
混凝沉淀池+纤维滤池 |
PAC投加量50-100mg/L，滤速8m/h |
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污泥处理 |
板框压滤机+污泥干化 |
污泥含水率≤60%，干化后热值≥1000kcal/kg |
2.3 关键技术创新
- 智能碳源投加系统：基于在线硝酸盐（NO₃⁻）检测仪，动态调节乙酸钠投加量；
- 分阶段混合液回流：缺氧池末端设置两级回流（200%+150%），降低碳源稀释效应；
- 低温保障措施：池体覆膜保温+耐低温菌剂（BioN-12）投加。
三、系统实施与优化
3.1 实施步骤
- 小试验证（1个月）：模拟水质波动，验证COD去除率（>85%）及硝化效率（NH₃-N<5mg/L）；
- 设备集成：采用模块化生物填料（比表面积≥500m²/m³）与变频曝气风机；
- 联调测试：通过PLC控制曝气量、回流比及碳源投加，实现全自动运行。
3.2 运行优化
- 能耗优化：曝气系统采用PID算法，电耗降低18%；
- 污泥减量：调整好氧池DO梯度，污泥产率降至0.3kgDS/kgCOD；
- 应急策略：设置旁路化学除磷（FeCl₃投加），应对TP突发超标。
四、运行效果与效益评估
4.1 出水水质（稳定运行6个月）
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指标 |
进水浓度 |
出水浓度 |
去除率 |
标准限值（GB三级） |
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COD |
300-500mg/L |
≤70mg/L |
≥85% |
120mg/L |
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NH₃-N |
40-60mg/L |
≤8mg/L |
≥87% |
15mg/L |
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TP |
5-8mg/L |
≤1.5mg/L |
≥75% |
3mg/L |
4.2 经济性与可持续性
- 建设成本：总投资4200万元（吨水投资约4200元）；
- 运行成本：吨水费用0.65元（电费0.35元，药剂0.2元，维护0.1元）；
- 碳减排：年减少COD排放量3650吨，等效CO₂减排量≈1.2万吨/年。
五、经验总结与推广价值
5.1 关键成功因素
- 系统集成设计：生物处理与智能控制深度融合，平衡脱氮、降碳与成本；
- 韧性设计：针对水质波动、低温等风险，预留冗余模块与应急措施。
5.2 推广价值
- 适用场景：中小城镇污水处理、工业园区混合废水处理；
- 扩展性：可升级为A²/O工艺（增厌氧池）或耦合膜技术（MBR）提标至一级标准。
通过本案例，系统性展示了从需求分析到设计、实施、优化的全生命周期管理，体现了系统工程方法在污水处理领域的实践价值。
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