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在城鎮(zhèn)污水處理廠一級A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的工藝技術(shù)決策過程中，有必要遵循“先源頭控制，后強(qiáng)化處理;先功能定位，后單元比選;先優(yōu)化運(yùn)行，后工程措施;先內(nèi)部碳源，后外加碳源;先生物除磷，后化學(xué)除磷”的總體技術(shù)原則，確定整體工藝路線及方案。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)“泥齡、電子受體、流態(tài)分布、污泥維持、物理實(shí)施”等5個(gè)組成要素在時(shí)間、空間和實(shí)施方式上的不同組合，篩選出具有達(dá)標(biāo)優(yōu)勢、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的工藝實(shí)施方案。
泥齡和電子受體供給方式是生物處理工藝的核心部分，污泥產(chǎn)生量、生物池容積和出水水質(zhì)的決定性因素。生物池水力流態(tài)分布影響物料傳遞與分布，進(jìn)而影響運(yùn)行性能和穩(wěn)定性。污泥維持方式的不同選擇影響運(yùn)行控制靈活性和污泥濃度，設(shè)置二沉池有利于工藝靈活調(diào)節(jié)和運(yùn)行穩(wěn)定，MBR技術(shù)的應(yīng)用可以提高功能微生物的滯留能力和生物量。
1滿足除磷脫氮功能要求的工藝流程示例
根據(jù)我國城鎮(zhèn)污水水質(zhì)濃度和排放標(biāo)準(zhǔn)，在此給出如表1所示的污水處理工藝流程及工藝單元組合的示例建議。由于地域自然環(huán)境與經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的明顯差異，實(shí)際污水處理工藝流程的選擇與調(diào)整應(yīng)因地而異、因時(shí)而異，工藝單元組合要充分考慮運(yùn)行調(diào)整靈活性，以及后續(xù)的運(yùn)行優(yōu)化與技術(shù)升級。
對于城鎮(zhèn)污水處理廠前端的雨污水管網(wǎng)系統(tǒng)，需要著重考慮水質(zhì)水量波動(dòng)的平衡調(diào)節(jié)、泥砂進(jìn)入的有效控制和碳源有機(jī)物損耗的盡量避免，以及外部水入滲和SS沉積。預(yù)處理工藝單元需要著重解決進(jìn)水惰性懸浮固體(漂浮物、泥砂)的去除、峰值流量的削減和碳源質(zhì)量的改善。二級強(qiáng)化處理單元要著重解決有機(jī)物和氮磷的高效去除或轉(zhuǎn)化。深度處理單元滿足排放標(biāo)準(zhǔn)或再生水的水質(zhì)要求。
2一級A穩(wěn)定達(dá)標(biāo)生物除磷脫氮工藝流程示例
針對我國城鎮(zhèn)污水處理廠進(jìn)水碳氮比過低，生物脫氮不夠理想，生物除磷性能不穩(wěn)定的情況，中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院在回流污泥反硝化生物除磷脫氮(改良A2/O)工藝和改良Bardenpho工藝工程實(shí)踐和試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上，結(jié)合固定膜-活性污泥(IFAS)技術(shù)，于2007年提出了如圖1所示的改良A2/O-IFAS組合工藝流程，2011年提出了如圖2所示的回流污泥反硝化改良Bardenpho工藝流程，并開展了實(shí)際工程應(yīng)用與生產(chǎn)性運(yùn)行測試。
改良A2/O-IFAS組合工藝流程主要適合于占地受限情況下的提標(biāo)改造工程，好氧池的部分區(qū)段改造為IFAS系統(tǒng)，投加懸浮填料，保障冬季低溫條件下的硝化效果，同時(shí)可以增加反硝化區(qū)的容積比例，提高內(nèi)部碳源的利用率，增強(qiáng)生物脫氮能力。
回流污泥反硝化改良Bardenpho工藝流程適用于進(jìn)水TN濃度較高、排放標(biāo)準(zhǔn)一級A以上的新建和改擴(kuò)建工程，其中位于生物池末端的缺氧區(qū)和好氧區(qū)停留時(shí)間分別控制在0.5 h左右，適當(dāng)投加外部碳源，進(jìn)行深度反硝化，例如出水TN 5 mg/L。
在進(jìn)水TN濃度較高、碳氮比偏低，需要投加外部碳源的情況下，對有機(jī)酸類快速碳源，建議全部或部分投加到厭氧區(qū)，增強(qiáng)生物除磷的同時(shí)，還基本不影響外部碳源所形成的反硝化能力，以獲得一碳多用的效果。但由于反硝化除磷具有地域性和運(yùn)行效果不確定性，實(shí)際運(yùn)行管理中需要通過生產(chǎn)性運(yùn)行測試來確定投加量和不同投加點(diǎn)的比例。