強(qiáng)化生物脫氮的生活污水處理廠改造工藝研究

張新婷，萬(wàn) 軍

（1.河海大學(xué)設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇南京 210098；2.科盛環(huán)?？萍脊煞萦邢薰荆K南京 211500）

強(qiáng)化生物脫氮的生活污水處理廠改造工藝研究

張新婷1，萬(wàn) 軍2

（1.河海大學(xué)設(shè)計(jì)研究院有限公司，江蘇南京 210098；2.科盛環(huán)保科技股份有限公司，江蘇南京 211500）

在傳統(tǒng)生物脫氮除磷工藝基礎(chǔ)上，增加污泥膜生物反應(yīng)器（SMBR），組成一種強(qiáng)化的生物脫氮工藝。通過(guò)對(duì)部分二沉池回流污泥進(jìn)行SMBR延時(shí)曝氣處理，并在SMBR中營(yíng)造一個(gè)適合硝化細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境，再將富集硝化細(xì)菌的污泥回流至好氧池內(nèi)，大量且高活性的硝化菌大幅提升硝化效率，SMBR出水回流至缺氧池內(nèi)進(jìn)行反硝化，或用于廠內(nèi)回用。此種強(qiáng)化生物脫氮工藝，可減少好氧池的水力停留時(shí)間，又能提高污水處理廠的脫氮效率，還可減少并穩(wěn)定二沉池的剩余污泥，適用于新建污水廠，也可用于現(xiàn)有污水處理廠的提標(biāo)改造。

A2/O改造；強(qiáng)化脫氮；SMBR；生活污水

1 背景技術(shù)

目前針對(duì)污染物種類及排放標(biāo)準(zhǔn)，污水處理廠多采用生物脫氮除磷工藝。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展已形成諸如A/A/O系列、氧化溝系列及其他工藝。以A/A/O工藝為例，其中的A/A是英文Anaerobic-anoxic的簡(jiǎn)稱，是A/O工藝的改進(jìn)。污水與回流污泥先進(jìn)入?yún)捬醭兀―O＜0.5mg/L）完全混合，經(jīng)一定時(shí)間（1～2h）的厭氧分解后，去除其中的部分BOD，污泥中部分含氮化合物轉(zhuǎn)化成N2（反硝化）而釋放出來(lái)，回流污泥中的聚磷微生物釋放出磷。然后，混合液流入缺氧池，該池中的反硝化細(xì)菌以污水中的含碳有機(jī)物為碳源，將好氧池通過(guò)內(nèi)循環(huán)回流進(jìn)來(lái)的NO3-還原為N2而釋放出來(lái)。接著污水流入好氧池，水中的NH3-H進(jìn)行硝化反應(yīng)生成NO3-，同時(shí)水中有機(jī)物氧化分解供給吸磷微生物以能量，微生物從水中吸收磷，磷進(jìn)入細(xì)胞組織，經(jīng)沉淀池分離后以富磷污泥的形式從系統(tǒng)中排出。

生物脫氮除磷系統(tǒng)中厭氧、缺氧、好氧過(guò)程可以在不同的設(shè)備中進(jìn)行，也可以在同一設(shè)備的不同部位完成。一般污水處理廠在該種同步脫氮除磷工藝運(yùn)行時(shí)，由于受多種外界因素的影響，尤其冬季低溫的影響，脫氮效果較差難以滿足當(dāng)前日益提高的排放標(biāo)準(zhǔn)。

2 工藝研究

在原有生物脫氮除磷水處理工藝中新增了一套污泥膜生物反應(yīng)器（SMBR），通過(guò)SMBR對(duì)部分二沉池的回流活性污泥進(jìn)行延時(shí)曝氣，并投加部分高氨氮的污泥濃縮池上清液作為營(yíng)養(yǎng)，使SMBR中硝化細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)地位，再將富含硝化細(xì)菌的污泥回流至好氧池，增強(qiáng)硝化效果，硝化液回流至缺氧區(qū)或廠內(nèi)進(jìn)行回用。

如圖1所示，在傳統(tǒng)生物脫氮除磷系統(tǒng)（以A2/O工藝為例）中增加一套污泥膜生物反應(yīng)器（SMBR），通過(guò)SMBR對(duì)部分二沉池的回流活性污泥進(jìn)行延時(shí)曝氣，并投加部分高氨氮的污泥濃縮池上清液作為營(yíng)養(yǎng)，創(chuàng)造一個(gè)適于硝化細(xì)菌生長(zhǎng)的環(huán)境，使SMBR中硝化細(xì)菌占優(yōu)勢(shì)地位，再將富含硝化細(xì)菌的污泥回流至好氧池增強(qiáng)硝化效果，硝化液回流至缺氧區(qū)或廠內(nèi)進(jìn)行回用。

圖1 工藝流程圖（以傳統(tǒng)A2/O改造為例）

3 工藝優(yōu)勢(shì)分析

1）SMBR中的純好氧環(huán)境，較高的溶解氧促進(jìn)硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)。

2）SMBR的污泥截留作用，使水力停留時(shí)間（HRT）和污泥停留時(shí)間（SRT）徹底分開，保證足夠長(zhǎng)SRT，有利于硝化細(xì)菌的截留。

3）采用污泥濃縮池上清液作為營(yíng)養(yǎng)源，利用其氨氮底物濃度高，促進(jìn)硝化細(xì)菌生長(zhǎng)。

4）SMBR較長(zhǎng)的SRT，污泥處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，低COD負(fù)荷，高氨氮狀態(tài)下促進(jìn)硝化細(xì)菌生長(zhǎng)。

5）內(nèi)源呼吸為放熱反應(yīng)，有利于維持SMBR較高的反應(yīng)溫度，有利于硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)。

6）新增的硝化污泥回流至好氧池，使擴(kuò)培的硝化污泥始終處于好氧環(huán)境下，有利于專性好氧的硝化細(xì)菌生長(zhǎng)。

7）本技術(shù)的硝化細(xì)菌源于生化系統(tǒng)本身，并隨水質(zhì)及環(huán)境的變化而變化，其菌種對(duì)水質(zhì)的適應(yīng)性好。

8）SMBR的硝化細(xì)菌附著于活性污泥上，回流至好氧池中與池中的活性污泥相容性好，硝化細(xì)菌不易流失。而某些單純投加硝化細(xì)菌的技術(shù)，由于硝化菌缺乏附著的載體，流失嚴(yán)重，須不斷投加。

9）SMBR系統(tǒng)與主體生化系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，其耐沖擊性及沖擊后的恢復(fù)能力較強(qiáng)，可提升脫氮系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。

10）由于硝化效率的提升，可縮短好氧池停留時(shí)間，對(duì)于新建項(xiàng)目可減少工程建設(shè)投資，對(duì)改造項(xiàng)目可提標(biāo)或增容。

11）污泥內(nèi)源呼吸，剩余污泥量減少，減少污泥處理系統(tǒng)的成本；膜生物反應(yīng)器一般多用于污水處理末端，提高出水各項(xiàng)水質(zhì)，將膜生物反應(yīng)器作為一種連續(xù)培養(yǎng)硝化細(xì)菌的模塊，可以大大提高傳統(tǒng)生物脫氮工藝中的脫氮效率，并可以一定程度上減少污泥產(chǎn)量。

Study on the Transformation Process of Domestic Sewage Treatment Plant with Enhanced Biological Nitrogen Removal

Zhang Xin-ting，Wan Jun

Based on the traditional biological nitrogen and phosphorus removal process，the sludge bioreactor（SMBR）was added to form an enhanced biological nitrogen removal process.By carrying out SMBR delayed aeration treatment on some secondary sedimentation sludge and creating an environment suitable for nitrifying bacteria in SMBR，the sludge of nitrifying bacteria is returned to the aerobic tank，and the large and highly active Nitrifying bacteria to signif i cantly increase the eff i ciency of nitrif i cation，SMBR eff l uent ref l ux to the anoxic tank for denitrif i cation，or for the use of the plant.This enhanced biological nitrogen removal process can reduce the oxygen retention time of the aerobic tank and improve the denitrif i cation eff i ciency of the sewage treatment plant.It can also reduce and stabilize the excess sludge in the secondary sedimentation tank and can be applied to the new sewage plant In the existing sewage treatment plant to mention the standard transformation.

A2/O transformation；enhanced denitrif i cation；SMBR；domestic wastewater

X703.1

：B

：1003–6490（2017）04–0003–02

2017–03–30

張新婷（1980—），女，吉林九臺(tái)人，工程師，主要研究方向?yàn)樗廴究刂婆c生態(tài)治理。