每日进出水日检常规控制指标如图2所示,进出水水质特征值如表3所示。
图2 进出水水质指标去除效果
经过分析研究,表3中出水最大值一般出现在调试运行的初始阶段和超滤膜污染堵塞累积还未恢复性清洗阶段。
(1)实际进水水质比原设计值相比,除SS外,其他指标均有较大幅度的降低,说明污水再生处理系统负荷降低。
(2)在两个年度雨季期进水的各项指标出现大幅降低,表明上游污水管网系统存在雨水或地下水混入,而且经过管网的逐步改造,2021年进水水质较2020年明显提升。
(3)在2个年度的11月各项进水指标大幅度提高,造成此问题的原因是MBR池膜污染加重,膜通量降低,MBR池混合液溢流至进水前端,造成进水各项指标大幅度升高,通过对超滤膜离线恢复性清洗,使膜通量恢复正常,系统正常运行。
(4)通过工程改造和运行模式优化调整,该污水再生处理系统出水除TN外,达到《地表水环境质量标准》(GB 3838—2002)Ⅳ类标准,其中SS、氨氮、TN、TP除个别时段外明显优于出水标准值。
3.2 运行参数分析研究
(1)水解酸化效果。通过跟踪监测分析水解酸化调节池的进出水水质,其CODCr的去除效果达到15%~30%,溶解性CODCr(SCODCr)由32~76 mg/L提高到58~98 mg/L,平均提高率为63.5%。这部分SCODCr中85%的成分可以转化为挥发性脂肪酸(VFA),可以有效促进反硝化菌的生理代谢活性及数量,减少外加碳源的投加量,表明水解酸化内碳源开发效果良好,水解酸化原位开发内碳源工艺作为脱氮除磷生化系统预处理有显著效果。
(2)复合铁酶促活性污泥技术耦合AAO+MBR工艺效果。MBR工艺本身具有处理效果好、出水水质好等特点,同时将复合铁酶促活性污泥系统工艺与AAO+MBR工艺耦合,培养驯化复合铁酶促活性污泥强化脱氮除磷技术系统,运行减少FeCl3投加量,平均控制在10 mg/L,生化池污泥质量浓度控制在6 g/L,冬季污泥质量浓度增至8 g/L,实际容积负荷为0.21 kg BOD5/(m3·d),污泥有机负荷为0.04 kg BOD5/(kg MLSS·d),污泥TN负荷为0.01 kg TN/(kg MLSS·d),包括冬季低温(水温为10~12 ℃)在内脱氮除磷效果良好。复合铁酶促活性污泥强化脱氮除磷工艺系统除可节省铁盐投加量之外,在一定程度上也节省外碳源的投加量。
(3)铁盐投加量。Fe/P摩尔比为1.6时,TP去除率为90%(溶解性磷酸盐去除率≥96%),本项目按照进水90%保证率TP=4.1 mg/L,出水TP≤0.3 mg/L要求,计算铁盐的投加量为32 mg/L;工程实际运行的铁盐投加量平均为10 mg/L,对比分析铁盐投加量平均节省69%,TP去除率≥95%。同类型工艺污水处理厂铁盐平均约20 mg/L,本工程与其相比低了约50%。
(4)碳源投加量。相对原设计进水B/C(0.467),实际进水B/C为0.315、90%保证率B/C为0.250,实际进水的可生化性明显偏低。进水B/TN由原设计值(4.667)降低到实际平均的3.613、90%保证率的2.927,脱氮所需的有效碳源明显不足。另外,系统缺氧段的HRT为4.0 h,脱氮时间不足。结合经验值脱氮达到TN≤10 mg/L所需的B/TN按照5.0:1~6.0:1(按照5.5:1)计算,进水按照90%保证率TN质量浓度为41 mg/L,计算需要投加碳源量为94 mg/L。按照实际运行出水平均TN≤7 mg/L,计算需要投加碳源量为121 mg/L;实际运行的碳源平均投加量为54 mg/L,对比分析节省外加碳源42.5%~55.4%。同类型工艺污水处理厂乙酸钠平均投加量约为40 mg/L,其出水TN平均质量浓度按12 mg/L控制,由于出水水质控制标准不一样存在差异。