改進AAO工藝在埃塞俄比亞布雷污水處理廠中的應用

付亞平

摘要：依托埃塞俄比亞布雷綜合農業工業園（BIAIP）污水處理廠項目，提出了一種改進AAO污水處理工藝，應用于實際工程后，對完成試運營期的進出水進行連續150d水質監測。監測結果表明：所提出的改進AAO工藝，有效促進了磷的釋放和強化反硝化作用，可快速去除溶解性有機物，使得污水處理后各指標得到大幅度降低，總氮濃度TN去除率平均值為88.1%，總磷濃度TP去除率平均值為87.7%，總懸浮物濃度TSS去除率平均值為96.8%，5日生化需氧量濃度BOD5去除率平均值為98.3%，化學需氧量濃度COD去除率平均值為92.2%。同時，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的雜質，具有較高的去除率，且具有較好地適應污水的雜質濃度的劇烈變化和較好的抗沖擊負荷能力。

關鍵詞：改進AAO工藝；埃塞俄比亞；污水處理廠；雜質

0? ?引言

隨著城市化進程的推進，污水處理已經成為一個日益重要的問題，埃塞俄比亞的布雷市作為該國的一個重要城市，也面臨著這樣的問題[1]。埃塞俄比亞的污水處理質量低下，不僅對當地居民的生活、工作和健康造成了影響，也對環境造成了嚴重的污染。

為了防止封閉水系統中的富營養化，并滿足日益嚴格的污水排放標準，選擇最佳的污水處理藝實現深度脫氮和除磷，對于水資源的高效利用和水生態的有效保護具有十分重要的意義[2-3]?；贏AO工藝在城市污水處理中的廣泛應用，本文在原有的基礎工藝上提出了一種改進AAO污水處理工藝，并通過現場水質監測的手段驗證該工藝的有效性。

1? ?工程概況

布雷綜合農業工業園區位于埃塞俄比亞布爾鎮管轄下的阿姆哈拉國家區域州，該地毗鄰連接亞的斯亞貝巴和巴希爾達爾的聯邦公路，廠址距首都亞的斯亞貝巴約400km，距布雷鎮4km，距拜爾達爾鎮156km。

布雷綜合農業工業園（BIAIP）由多種類型的食品加工和制造廠組成，園區占地260多公頃。由于布雷綜合農業工業園每天會產生大量生活生產污水，為此必須建設污水處理廠，對生活生產污水進行處理。污水經處理達標后排放或作為中水水源進行回用，以保持周邊環境不受污染。

擬建污水處理廠將在農業工業園內建設污水廠規劃用地面積24028.7m2，一期規劃12558.7m2，預留擴建用地11470m2。污水處理廠新建工程內容包括廠區內污水處理工藝構筑物、生產附屬房屋的工藝管線、建筑、結構、給排水、暖通、電力、通信設計等，污水廠內建筑物包括綜合樓、門衛、提升泵房、中水泵房、發電機房、風機房、污泥貯存間等。污水廠內構筑物包括格柵井、污水調節池、水解池、SBR進水池、SBR生化池、污水出水池、中水回用水池、污泥濃縮池、污泥調節池、污泥消化池等。

目前，工藝園區污水管網已經建成，并鋪設至擬建污水處理廠大門外。設計廢水日均流量為3000m3/d或125m3/h，設計廢水最大小時流量為375m3/h。布雷綜合農業工業園（BIAIP）污水處理廠的進出水指標要求如表1所示。

2? ?改進AAO工藝的污水處理工藝

2.1? ?格柵處理

改進AAO污水處理工藝流程如圖1所示。處理時，來自綜合農業產業園內不同處理單元的生產及生活污水排入污水處理廠，通過格柵去除較大的懸浮物、浮渣、纖維物質和固體顆粒物質，以確保后續處理機組和泵正常運行，減少后續處理的處理負荷，并防止管道和泵堵塞[4]。

格柵井尺寸為7.5m×2.4m×4.5m，進水泵房直徑5.5m，高度7.6m，格柵井內設置手動粗格柵、機械細格柵和螺旋輸送機各1臺，進水泵房設置污水提升泵3臺，兩用一備，將污水提升至后續反應單元。

2.2? ?調節池處理

調節池的調節作用，減小了污水進水流量及水質不均勻對處理構筑物的影響，并將單位時間的處理水量降低。利用隔油除砂設備進一步將污水中的砂礫和含油物質濾除，減少污水生化處理負荷[5]。調節池共1格，為半地下式鋼筋混凝土結構，結構尺寸為18.0m×16.0m×6.5m，調節池內設置攪拌器2臺，潛水提升泵3臺，一體化隔油除砂設備1套。

2.3? ?水解池處理

進入水解池后，利用水解池內的微生物對有機污染物進行分解，將大分子有機物分解成簡單小分子，達到水解酸化的目的。降低廢水的COD，提高廢水的BOD與COD比值，提高可生化性，有利于后續反硝化碳源利用及好氧處理，池底污泥排入污泥濃縮池[6-8]。水解池分為2格，為半地下式鋼筋混凝土結構，單格凈尺寸為10.0m×8.0m×8.0m。水解池內設置排泥泵2臺，布水器及補水分配系統2套。

2.4? ?缺氧前區和厭氧前區處理

基于傳統的AAO工藝，本文提出其改進工藝為：進入SBR進水池之前，設置缺氧前區和厭氧前區，缺氧前區一方面起到緩沖的作用，同時也具有促進磷的釋放和強化反硝化作用；在厭氧前區中污水的溶解性有機物能夠被快速去除，從水解池流入的硝化液中硝酸鹽和亞硝酸鹽通過反硝化得到去除，同時厭氧區還能防止污泥產生膨脹的作用[9]。

2.5? ?SBR進水池處理

然后經SBR進水池，進入SBR生化池中。SBR進水池主要是提高SBR生化池的進水均勻性和調節流量的作用。SBR生化池中分為厭氧區、缺氧區和好氧區。沉淀污泥部分回流進入厭氧區，部分剩余污泥排入污泥濃縮池。SBR進水池共1格，為半地下式鋼筋混凝土結構，結構尺寸為16.0m×6.0m×8.0m。SBR進水池內設置潛水提升泵4臺。SBR生化池分為4格，為半地下式鋼筋混凝土結構，單格尺寸為23.0m×11.0m×6.0m。

2.6? ?SBR出水池處理

處理后的上清液進入SBR出水池，通過加壓泵加壓經過過濾系統后進入中水回用水池，過濾設備主要用于對出水進一步過濾，消除出水中的雜質。采用NaClO消毒，加藥間內設置NaClO發生裝置、NaClO投加裝置、兩個溶鹽罐和兩個儲藥罐，用來溶解及儲存藥劑。SBR出水池為1座半地下式鋼筋混凝土結構，尺寸為13.0m×8.0m×6.0m，SBR出水池內設置潛水提升泵3臺。

2.7? ?污泥池處理

各池的污泥收集后，依次經過污泥濃縮池、污泥調節池、污泥消化池，進一步降低污泥的含水率，提高其穩定性后，污泥被泵入壓濾機。污泥中的水被壓濾形成硬餅，當壓力達到1.2MPa時，沖壓過程結束，污泥餅由壓濾機排出[10]。污泥脫水系統包含疊螺脫水機，含進料泵、加藥裝置，處理完污泥含水率60%～65%。經過壓濾脫水，產生的污泥餅貯存在污泥貯存間，定期外運。

污泥濃縮池為半地下式鋼筋混凝土結構，直徑8.0m，高度5.0m，污泥濃縮池內設置中心傳動濃縮機1套。污泥調節池為半地下式鋼筋混凝土結構，直徑4.3m，高度5.4m，對污泥進行混凝和絮凝處理，以提高污泥脫水性能，污泥調節池內設置污泥攪拌器1臺[11]。污泥消化池分為一座三格，為半地下式鋼筋混凝土結構，工藝尺寸為23.0m×9.0m×5.0m。通過污泥好氧消化，使污泥中微生物處于內源呼吸階段進行自身氧化，降解和穩定污泥中的有機物，污泥消化池內設置曝氣系統3套。

除臭系統采用低溫等離子+光氧化催化+活性炭一體化除臭系統，設備置于調節池池頂，收集調節池、水解池中散發的氣體，處理完全后排放[12]。

3? ?改進AAO工藝的污水處理效果分析

為了研究AAO工藝的污水處理效果，對污水處理廠試運營結束后，在總進水管口與總排水管口進行取樣，試驗分析化學需氧量濃度COD、5日生化需氧量濃度BOD5、總懸浮物濃度TSS、總氮濃度Total N和總磷濃度TotalP5個指標的變化情況，取樣監測時間為150d，結果如圖2至圖6所示。

3.1? ?進出水總氮濃度TN

從圖2中可以看出，在監測時段內，進水總氮濃度TN呈現劇烈的變化，總氮濃度TN最大值為69.9%，最小值為30.4%，平均值為49.6%，標準差為11.2%。處理后的污水出水口總氮濃度TN得到大幅度降低，總氮濃度TN最大值為8.8%，小于總氮濃度TN出水10%的限值要求（如表1所示），最小值為2.1%，平均值為5.6%，標準值為1.9%?？偟コ首畲笾禐?6.5%，最小值為73.7%，平均值為88.1%，標準值為4.9%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的氮元素，并且具有較好地適應污水的雜質濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

3.2? ?進出水總磷濃度TP

從圖3中可以看出，在監測時段內，進水總磷濃度TP呈現劇烈的變化，總磷濃度TP最大值為12.9%，最小值為2.1%，平均值為7.8%，標準差為3.2%。處理后的污水出水口總磷濃度TP得到大幅度降低，總磷濃度TP最大值為1.5%，小于總磷濃度TP出水2%的限值要求，最小值為0.1%，平均值為0.8%，標準值為0.4%?？偭兹コ首畲笾禐?7.8%，最小值為68.8%，平均值為87.7%，標準值為6.7%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的磷元素，并且具有較好地適應污水的雜質濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

3.3? ?進出水總懸浮度濃度TSS

從圖4中可以看出，在監測時段內，進水總懸浮物濃度TSS呈現劇烈的變化，總懸浮物濃度TSS最大值為697.1%，最小值為455.4%，平均值為580.8%，標準差為7.4%。處理后的污水出水口總懸浮物濃度TSS得到大幅度降低，總懸浮物濃度TSS最大值為24.7%，小于總懸浮物濃度TSS出水30%的限值要求，最小值為10.0%，平均值為17.8%，標準值為4.2%?？倯腋∥餄舛萒SS去除率最大值為98.4%，最小值為94.9%，平均值為96.8%，標準值為0.8%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的懸浮物，具有較高的去除率，并且具有較好地適應污水的雜質濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

3.4? ?進出水5日生化需氧量濃度BOD5

從圖5中可以看出，在監測時段內，進水5日生化需氧量濃度BOD5呈現劇烈的變化，5日生化需氧量濃度BOD5最大值為779.6%，最小值為501.8%，平均值為643.6%，標準差為82.0%。處理后的污水出水口5日生化需氧量濃度BOD5得到大幅度降低，5日生化需氧量濃度BOD5最大值為14.9%，小于5日生化需氧量濃度BOD5出水20%的限值要求，最小值為5.0%，平均值為10.3%，標準值為2.9%。5日生化需氧量濃度BOD5去除率最大值為99.2%，最小值為97.1%，平均值為98.3%，標準值為0.5%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的雜質，具有較高的去除率，并且具有較好地適應污水的雜質濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

3.5? ?進出水化學需氧量濃度COD

從圖6中可以看出，在監測時段內，進水化學需氧量濃度COD呈現劇烈的變化，化學需氧量濃度COD最大值為1481.1%，最小值為301.6%，平均值為909.3%，標準差為361.9%。處理后的污水出水口化學需氧量濃度COD得到大幅度降低，化學需氧量濃度COD最大值為89.8%，小于化學需氧量濃度COD出水100%的限值要求，最小值為22.5%，平均值為60.2%，標準值為16.7%?；瘜W需氧量濃度COD去除率最大值為97.5%，最小值為80.6%，平均值為92.2%，標準值為3.6%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的雜質，具有較高的去除率，并且具有較好地適應污水的雜質濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

4? ?結束語

本文以埃塞俄比亞布雷綜合農業工業園（BIAIP）污水處理廠為研究對象，提出了一種改進AAO污水處理工藝，應用于實際工程后對完成試運營期的進出水進行連續150d水質監測，得到以下幾個結論：

基于傳統的AAO工藝，提出其改進工藝為：進入SBR進水次之前，設置缺氧前區和厭氧前區，缺氧前區一方面起到緩沖的作用，同時也具有促進磷的釋放和強化反硝化作用；在厭氧前區中污水的溶解性有機物能夠快速被去除，從水解池流入的硝化液中硝酸鹽和亞硝酸鹽通過反硝化得到去除，同時厭氧區還能防止污泥產生膨脹的作用。

污水處理后各指標得到大幅度降低，總氮濃度TN去除率平均值為88.1%，總磷濃度TP去除率平均值為87.7%，總懸浮物濃度TSS去除率平均值為96.8%，5日生化需氧量濃度BOD5去除率平均值為98.3%，化學需氧量濃度COD去除率平均值為92.2%。

由此表明，改進AAO工藝能夠有效地去除污水中的雜質，具有較高的去除率，且具有較好地適應污水的雜質濃度的劇烈變化，具有較好的抗沖擊負荷能力。

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