探析綜合污水處理廠深度脫氮運行的優(yōu)化

劉躍昆

摘? ?要：綜合污水處理廠排放大量的工業(yè)廢水，難以實現(xiàn)深度脫氮，為此要在綜合污水處理廠提標改造的過程中，關注對工業(yè)廢水的脫氮處理，當前的三級生物脫氮處理技術消耗較多成本，要對A2/O+A/O工藝深度脫氮技術進行優(yōu)化，進行全流程診斷和中試優(yōu)化試驗，提出綜合污水處理廠深度脫氮的優(yōu)化策略，向POAN區(qū)投加碳源，改變微生態(tài)系統(tǒng)的生態(tài)位，提高適宜乙酸的反硝化菌豐度，提高深度脫氮的效率。

關鍵詞：綜合污水處理廠;深度脫氮;運行;優(yōu)化

在城市污水處理規(guī)模發(fā)展的過程中，城市污水的高效脫氮成為技術瓶頸，由于城市污水中的水質(zhì)復雜，對綜合污水處理廠的脫氮產(chǎn)生極大威脅，原有的A2/O工藝尚未充分發(fā)揮其脫氮的潛力，要充分認識A2O+A/O運行中的脫氮問題和潛力空間，重點探討綜合污水處理廠深度脫氮運行的優(yōu)化，較好地提升深度脫氮的效果。

1? ? 綜合污水處理廠水解酸化作用及對碳源的影響

綜合污水處理廠主要利用水解酸化技術進行污水預處理，通過酸化階段和產(chǎn)乙酸階段的厭氧生物處理過程，可以將不溶性有機物水解為溶解性有機物，使大分子降解有機物轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸、乙酸、碳酸，提高污水的B/C比，成為脫氮反應中的有效碳源，提高綜合污水的脫氮效果。

1.1? 實驗方法

綜合污水處理廠的污水通過粗細格柵、沉砂的預處理，進入水解酸化池進行預處理，再進入生化單元進行處理，通過脈沖布水的高壓方式，使厭氧污泥懸浮于水解生化池的中間層，與污水產(chǎn)生水解酸化反應。樣品采集和水質(zhì)檢測主要包括：常規(guī)水質(zhì)檢測、水質(zhì)組分GC-MS分析、高通量測序分析等。

1.2? 結(jié)果討論

綜合污水的化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）濃度高、有機組分復雜，含有不易生物降解的苯類、脂類、棕櫚酸等產(chǎn)物，后續(xù)的生物處理和反硝化脫氮難度較大。為此采用水解酸化技術實現(xiàn)對難降解有機物的降解，提高綜合污水的可生化性和增加可利用碳源，通過水解酸化后的污水有機組分出現(xiàn)較大的改變，明顯降低綜合污水中的復雜有機物，如：Octathiocane由27.78%降至13.64%;芥酸酰胺由13.96%降至10.50%，明顯提高綜合污水的B/C比。在實際工藝運行中要充分考慮季節(jié)和水質(zhì)特征的因素，進行水解酸化運行的優(yōu)化控制：（1）旱季進水濃度較高時，可以明顯提高綜合污水的B/C比，為后續(xù)脫氮提供可利用碳源。（2）雨季進水濃度較低時，綜合污水不進入水解酸化池，而直接進入生物處理單元，避免水解酸化對可利用碳源的削減影響，提高后續(xù)反硝化脫氮效果[1]。

2? ? 綜合污水處理廠的脫氮改良工藝及優(yōu)化策略分析

面對當前綜合污水處理廠提標改造的趨勢，可以基于A2/O工藝開發(fā)A2/O+A/O的雙缺氧強化脫氮工藝，新增前置缺氧區(qū)（ANA）和后缺氧區(qū)（POAN），改變單一回流硝化液脫氮的方式，實現(xiàn)污水/污泥的反硝化脫氮，并在進水處設置多點配水分配碳源，對不同缺氧單元進行配水，在硝化液回流點也設置了多點回流，將缺氧區(qū)（AN）設置為三段獨立單元，并在好氧單元的首尾處添加兩個兼氧區(qū)，能夠延長反硝化區(qū)的停留時間，靈活控制硝化液的DO，最大限度發(fā)揮生物處理功能。

2.1? 實驗方法

綜合污水處理廠的強化脫氮工藝采用改良型A2/O+A/O的雙缺氧強化脫氮工藝，包括6個單元，即：前缺氧區(qū)（PRAN）、厭氧區(qū)（ANA）、缺氧區(qū)（AN）、好氧區(qū)（AE）、后缺氧區(qū)（POAN）、后好氧區(qū)（POA），由PRAN區(qū)實現(xiàn)回流污泥的反硝化，由POAN區(qū)和POA區(qū)實現(xiàn)對未能回流的硝化液的反硝化脫氮，并由后缺氧單元中的碳源投加系統(tǒng)補充反硝化碳源。生化處理單元的設計總停留時間為25.5 h，前缺氧區(qū)（PRAN）、厭氧區(qū)（ANA）、缺氧區(qū)（AN）、好氧區(qū)（AE）、后缺氧區(qū)（POAN）、后好氧區(qū)（POA）的停留時間分別為：1.0 h，1.5 h，5.6 h，11 h，1.8 h，0.6 h。

2.2? 結(jié)果討論

綜合污水處理廠強化脫氮工藝對COD、TP具有良好且穩(wěn)定的處理效果，平均出水的COD質(zhì)量濃度為35.30 mg/L，平均出水的TP質(zhì)量濃度為0.17 mg/L，具有良好的穩(wěn)定性，有利于后續(xù)的生化好氧降解作用。同時，該工藝對于NH4+-N的處理效果較好，能夠產(chǎn)生徹底且相對穩(wěn)定的硝化反應，使NH4+-N的平均去除率達到99%，完全被硝化為NO3-N，這主要是由于污水在好氧區(qū)（AE）的停留時間較長，好氧泥齡達到11 d，因而使硝化反應徹底且穩(wěn)定，為后續(xù)的反硝化過程提供良好的反應條件。

2.3? 深度脫氮優(yōu)化控制策略

（1）硝化過程控制。要將綜合污水處理廠的出水NH4+-N質(zhì)量濃度控制在1 mg/L以內(nèi)，確保硝化反應的完全。（2）反硝化過程控制。要重點控制反硝化過程的回流比、AN出水NO3-N質(zhì)量濃度、POAN對NO3-N的去除量等關鍵因子，一般來說，回流比應當控制在230%～450%;AN出水NO3-N質(zhì)量濃度應當控制在1 mg/L以內(nèi);POAN對NO3-N的去除量為3 mg/L，可以較好地滿足脫氮的要求。為了充分發(fā)揮改良工藝的靈活運行效果，可以適當調(diào)整曝氣量，控制DO，調(diào)節(jié)兼氧區(qū)運行方式，控制進水量，進行進水分配比例的適當調(diào)整，并改變多點回流并投加碳源，提高污水脫氮的效率和穩(wěn)定性[2]。

3? ? 結(jié)語

綜合污水處理廠深度脫氮運行采用A2/O+A/O的雙缺氧強化脫氮工藝，能夠提高深度脫氮運行效率和穩(wěn)定性，使出水TN達到1.06～5.80 mg/L，平均去除率達到89.1%。后續(xù)還要加強控制混合營養(yǎng)型反硝化反應條件，提高自養(yǎng)反硝化效率和TN去除率，深入研究工藝優(yōu)化與微生物之間的作用關系，進行特定微生物菌群的微觀調(diào)控。

[參考文獻]

[1]王帆，李軍，邊德軍，等.多級AO耦合流離生化工藝流量分配比優(yōu)化及脫氮機制[J].環(huán)境科學，2018（12）：286-293.

[2]任爭鳴，劉雪潔，蘇曉磊，等.硫自養(yǎng)反硝化深度脫氮中試研究[J].中國給水排水，2016（19）：31-35.