摘要:污水處理是我國環保行業從業人員長期面臨的一項艱巨的難題,我國頒布的《城鎮污水處理廠污染物排放標準》規定了嚴格的氮磷排放標準,老式的二級污水處理廠必須進行改造。闡述了國內外傳統污水廠脫氮除磷改造的方法,并簡單分析了各方法的特點。供大家參考借鑒。
　　關鍵詞:脫氮除磷;功能改造；新技術
　　1脫氮除磷必要條件
　　根據城市污水脫氮除磷的機理,要將傳統推流式污水廠改造為有脫氮除磷功能的污水廠必須具備三個條件。
　　(1)要提供脫氮除磷反應過程所必須的足夠的碳源;(2)要提供脫氮除磷反應過程所必須的反應容積;(3)要提供脫氮除磷反應過程所必須的缺氧、厭氧、好氧環境。
　　因此,要將傳統活性污泥法改造成具有脫氮除磷功能的工藝時必須滿足上述條件。將推流式曝氣池改為A2／O法、A／O法、MSBR等。如某市污水廠,在不減少處理水量的情況下擴建三期工程,將原有推流式曝氣池分成多格串聯式A／O工藝,取得較好的脫氮除磷效果。然而,隨著經濟的飛速發展,城市化進程越來越快,以前在郊區的污水廠正漸漸的被住宅區和工廠區“淹沒”,污水廠附近已無土地可征,或者征地費太昂貴。因此征地擴建對多數污水廠代價太高或不現實。
　　2脫氮除磷改造工藝
　　2.1提高混合液活性污泥濃度
　　BOD-污泥負荷公式為:
　　
　　F／M,Ns:有機污染物量與活性污泥量比值,即污泥負荷,kgBOD／(kgMLSS.d);Q:污水流量(m3／d);Sa:原污水中有機污染物(BOD)濃度(mg／L);V:曝氣池容積(m3);x:混合液懸浮固體(MLSS)濃度(mg／L);t.反應池水里停留時間(h)。
　　倒置A／A／O工藝是將傳統A2／O工藝厭氧區和缺氧區對調,即缺氧區、厭氧區、好氧區,并取消了污泥內回流,將外回流比控制在100%～200%。工藝流程更簡潔,更節能。更重要的是克服了外回流帶進的硝酸鹽氮對厭氧釋放磷的影響。
　　同步A／A／O工藝是將曝氣池溶解氧控制在較低水平,提高活性污泥顆粒的缺氧、厭氧微環境比例,從而促進曝氣池中硝化、反硝化和放磷、吸磷同步發生。
　　連續進出水間歇曝氣工藝(即時序A／A／O)是在單一反應器內連續進出水,間歇曝氣,在時間序列上創造好氧、缺氧及厭氧環境新工藝。高廷耀、周增炎在松江污水廠進行了2×104m3／d生產性試驗,工藝流程如圖1所示。工藝流程本質仍然是傳統活性污泥法,但在運行方式、運行參數、運行設備上作少許調整和改變。曝氣池污泥濃度高達6.6g／L,BOD5容積負荷為0.687kg／(m3•d)時,COD去除率在90%左右,進水NH3-N23.8mg／L,出水NH3-N5.6mg／L,平均去除率76%,進水TP8.24mg／L,出水1.36mg／L,TP去除率83%。
　　
　　圖1連續流間歇曝氣工藝流程圖
　　但是提高污泥濃度就要相應提高回流比,二沉池表面負荷和固體負荷相應增加,二沉池固體負荷一般不宜超過150Kg／(m2•d),否則出水懸浮物超標,出水的BOD5和COD也受影響,很難保證系統穩定運行。
　　針對上述問題該市排水公司和同濟大學提出了高濃度多級活性污泥法改良工藝,并在該市另一污水廠做了一年半的中試試驗。將傳統推流式曝氣池分隔成多個區域,各區域串聯,設置折流板使各區自身對污泥有一定的截留濃縮功能,多級高濃度活性污泥工藝較常規的A2／O工藝各區設置自濃縮區,利用混合液內回流將濃縮后的污泥回流至缺氧區,保證曝氣池較高污泥濃度,而不增加二沉池水力負荷和固體負荷。當曝氣池MLSS在4.0～4.5g／L,進入二沉池MLSS小于3.0g／L1在HRT為6～8h,SRT在20～25d條件下,對COD、NH3-N、TN、TP去除率分別可達89.9%、80.1%、71.0%、69.4%以上,試驗取得良好的脫氮除磷效果。
　　2.2化學強化處理
　　物化法脫氮工藝主要有折點加氯,選擇性離子交換,空氣吹脫法等,近20年城市污水脫氮基本不用物化法。對該市合流污水進行試驗,研究表明投加鐵鹽、鋁鹽等混凝劑和有機高分子助凝劑能使一級處理系統得到強化,能進一步去除污水中的有機物、總磷、SS,但對氮去除不明顯。該法對水溫水質變化適應性強,適合大流量、低濃度的合流污水。但是操作管理麻煩,運行費用昂貴,產生較多的化學污泥。
　　2.3投加懸浮填料
　　該市另二污水廠處理水量138800m3／d,總水力停留時間為23h,其中推流曝氣池的水力停留時間為8h。在運行過程中原工藝對BOD5、COD的處理效果好,但出水氨氮濃度超過15mg／L.夏四清,高廷耀等在該市另二污水廠作了中試試驗研究,試驗流程如下:
　　
　　
　　圖2多級懸浮填料生物反應器流程圖
　　多級懸浮填料生物反應器處理石化廢水,填料投加率為50%、水力停留時間為8h。當進水BOD5為108～234mg／LCOD253.4～444.6
　　Mg／LNH3-N為20.8～26.2mg／L時,三級反應器對其平均去除率分別為93.7%、77.7%和84.6%。另二廠人員還做了低溫投加懸浮填料脫氮試驗,結果表明低溫對脫氮有影響,但較常規方法大為降低,并可通過提高好氧段溶解氧來消除低溫不利影響。由于填料不需要支撐裝置、不結團,只需對曝氣池稍加改造便可實現脫氮。工藝改造簡單易行,但填料貴,改造費用大。
　　3結束語：
　　根據傳統污水處理廠的實際情況,在不影響污水處理廠的正常運行,充分利用現有水處理構筑物的前提下,開發一種簡單易行,投資節省的污水處理廠脫氮除磷功能改造新工藝是一項有重大現實意義的課題,將為我國普通活性污泥法污水廠的升級改造提供技術支持和寶貴的經驗。
　　參考文獻:
　　[1]錢瑾.上海部分城市污水處理廠現狀調查[J].環境監測管理與技術,1997,(6):25.
　　[2]張波.城市污水生物脫氮除磷技術工藝與機理研究[D].上海:同濟大學博士學位論文,1996.
　　[3]高廷耀,周增炎.簡易改造城市污水廠的脫氮除磷新工藝[J].同濟大學學報,2000,(3):21.
　　[4]高廷耀,周增炎.一種適合當前國情的城市污水脫氮除磷新工藝[J].同濟大學學報,1996,(6):17.