解决城镇污水处理厂生物脱氮除磷所需碳源不足及措施

汪乐安

（广州市新狮水务有限公司，广东 广州 510000）

随着城市化发展进程的稳步推进，城市周边环境问题逐渐显露出来，城市建设、工业生产都对城市周边区域内的水环境造成了较大的污染，这严重影响了周边区域居民的生活和身体健康，为此我们必须加强对生活污水、工业废水的污水处理。城镇污水处理厂是处理污水的主要单位，因此需要加强对城镇污水处理厂的提标改造，需要应用更加先进的污水处理技术，以便有利于提升我国城镇污水处理工艺技术水平，进而提高对污水的脱氮除磷效果，以达到有效解决水环境污染问题以及改善周边环境。

1 城镇污水处理厂脱氮除磷运行现状

我国在对城镇污水处理厂脱氮除磷的相关调查中发现，有60%以上的城镇污水厂不能在低温条件下完成对污水的脱氮除磷处理，在冬季低温条件下，污水的脱氮除磷效果较低，难以达到污水处理的总氮标准。为了更好的解决污水处理脱氮除磷所需碳源不足的问题，在对城镇污水处理厂的污水处理工艺技术改造工作中，应用了多种污水处理技术，具体的改造情况如下：

目前，为了解决生物脱氮除磷过程中碳源不足的问题，很多镇污水处理厂引入了内碳源和外碳源增加技术，通过改变原来的预处理单元以及工况来提升脱氮除磷效果，在处理工艺上也做出了一定程度的调整。另外，在传统的污水处理工艺流程中，均设有初沉池以完成对水体中悬浮物的沉淀过滤，但这种处理方式会损失水体中的部分碳源，对技术做出改进调整后，去除了初沉池这一工艺环节，以有效减少进水碳源的流失。目前，污水处理厂所采用的生物脱氮除磷技术主要是将无机物中有吸附能力的微生物投入到生反池中，以此提升生反池的有机物含量，从而达到生物脱氮除磷的效果。初沉池的设置要根据当地污水中悬浮物（SS）浓度的实际情况来决定，当悬浮物（SS）浓度没有达到400 mg/L，并且碳氮比较低时，可以取消初沉池设施，而当悬浮物（SS）浓度高出400 mg/L而导致碳源不足时，应保留初沉池，并且在初沉池内投放发酵上清液，以此减少碳源流失。根据城镇污水处理厂当地污水的实际情况，灵活运用初沉池，就能显著提升污水处理的脱氮除磷效率[1]。

多点进水倒置A2/O工艺也是一种对污水处理工艺的改进技术，通过该技术的运用也能达到解决进水中碳源不足的问题。污水中碳源浓度与温度的变化有一定关系，在夏季进水浓度较低时，可采用多点进水倒置A2/O工艺来改善脱氮除磷的反应环境，而在冬季进水浓度较高时，可以采用带回流污泥反硝化段A2/O工艺来提高对污水的处理效果。

相关研究发现，在污水处理过程中以甲醇、乙醇或糖类物质作为脱氮除磷的碳源时，获得的脱氮除磷效率明显高于未加入这些碳源前的反硝化速度，污水处理中的优选碳源，在冬季生物脱氮效率较低时，可在进行脱氮除磷处理时加入额外的碳源，就能有效解决碳源不足的问题，进而保证处理后的水体总氮含量达到污水处理标准。

2 解决生物脱氮除磷所需碳源不足问题的有效措施

2.1 冬季低温生物脱氮技术的应用

在低温环境下对污水进行脱氮除磷处理时，受到活性污泥硝化及反硝化反应较低的影响，其反应速率会明显下降，有研究表明，当水体温度低于12 ℃时，活性污泥的硝化与反硝化反应速率会比正常水温环境下的反应速率降低2倍左右，这不利于对污水的脱氮除磷处理。因此，在污水脱氮除磷处理中可应用低温生物脱氮技术来提高低温环境下的硝化与反硝化速率，在对城镇污水处理厂的脱氮除磷工艺改造工程中，要针对处理厂构筑物有效体积恒定这一问题，通过添加填料的方式来提升污水中硝化菌与反硝化菌的含量，以此保证污水处理厂好氧池内的填料能够达到冬季总氮指标，提升冬季污水处理的硝化物活性。

2.2 A2/O工艺的有效应用

通过泥法、法联用的填料模式，可增加污水中的微生物含量。如城镇污水处理厂的脱氮除磷采用的是氧化沟处理工艺，即可采用多点进水的A2/O工艺，以此实现对其运转模式的优化，通过减荷增效方法对进水的分流量以及生化池的扩容进行减荷，这样就能在不影响污水处理现有工艺正常运行的基础上，保证改造方案的可行性，并达到控制改造成本，实现生产与改造同步进行的目的。

2.3 深度处理工艺技术的应用

深度处理工艺技术的应用，能够帮助污水处理厂解决二级处理中污染物难以有效稳定去除的问题，在二沉池的二级处理中，悬浮物（SS）含量的波动较大，这就导致污染物的去除效率较低，通过提升水体中聚磷菌的含量，有助于更好的实现对污水的脱氮除磷，利用好氧菌对含磷物质的吸附达到污水除磷目的[2]。而聚磷菌的生化反应速率与水温情况有直接关系，为了保证聚磷菌较高的生化反应速率，在对城镇污水处理厂的提标改造工程中，可以通过反硝化深床滤池的建设，来对二级处理出水进行深度处理，进而保证处理后的水体达到排放标准。

在城镇污水处理厂的提标改造工程中，做好反硝化深床滤池的建设工作，能够有效过滤去除污水中的悬浮物（SS），同时也能提高反硝化效率。反硝化深床滤池采用的是下向流固定床式滤池，该滤池主要作用是对水体中悬浮物的滤除。而当出水含氮化合物含量达不到指定标准时，将增加碳源的处理方式改变成反硝化滤池的处理模式，这样不仅可以有效去除水体中的悬浮物，也能实现对水含氮化合物的有效滤除，让处理后的水体能够达到国家一级A排放标准。反硝化深床滤池的工艺流程，如图1所示。

设置反硝化深床滤池时，要保证其滤池水力负荷能够达到6.11 m3/（m2·h），平均滤速应达到6.15 m/h，强制滤速应达到7.35 m/h，反冲洗周期一般要设定在24～36 h之间，而反冲洗水强度应保持在3.0 L/（m2·s）左右。在搭建反硝化深床滤池时，所使用的滤砖为“T”型气水分布块滤砖，滤池外壳应选择密度较高的聚乙烯材料，以此保证滤池外壳拥有足够承载内部混凝土的强度，同时能够支撑滤池内滤料、卵石的重量以及水体的水压[3]。当滤池搭建完毕后，“T”型滤砖可在池底形成空气反射内腔，通过空气与水的充分混合，实现对污水的反复冲洗，进而达到对水体悬浮物、含氮化合物的滤除目的。反硝化深床滤池内部所使用的滤料一般为天然品质的石英砂，这种滤料不容易堵塞进水口与出水口，作为滤料的石英砂粒径必须保持在2～4 mm之间，均匀系数应达到1.35的标准，球形度应在0.9～1.0之间，比重应在2.7～3.0之间，酸溶度应保证在3%以下。承托滤料的材料应选用天然的鹅卵石，鹅卵石粒径应控制在5～40 mm之间，承托层厚度应控制在0.45 m左右。

对反硝化深床滤池还应该搭建配套的设备间与加药间，设备间用来安装相应的污水反冲洗设备，例如反冲洗鼓风机、空气压缩机，水泵等设备[4]。为了保证反硝化深床滤池的稳定运行，还应保证在基础设备数量上再增加备用设备。通过自动化控制系统完成对设备的统一管控，当某个设备出现故障时，系统就能自动运行备用设备，以保证污水反硝化处理的正常运行。在加药间主要用于安装碳源投放系统、PAM投放系统以及亚铁盐投放系统。当处理后的水体中含氮化合物的含量达不到出水标准时，通过碳源投放系统向水体中投放碳源，进而促进生物反硝化反应速率的提升，最终获得更好的脱氮除磷效果，进而让处理后的水体能够达到脱氮的标准。而通过PAM投放系统以及亚铁盐投放系统的应用，也能为悬浮物的滤除以及反硝化反应提供更好的运行环境。

3 结论

综上所述，为了更好地完成对城镇污水处理厂的提标改造工程，解决目前污水脱氮除磷处理中碳源不足的问题，必须在提标改造工程中加强对相关污水处理技术的有效应用。根据污水处理厂所在地污水实际情况与悬浮物、硝氮的浓度情况，合理选择相应的污水处理技术，对现行的脱氮除磷工艺进行技术改进，这样就能让处理后的水体达到一级A标准。在脱氮除磷工艺的提标改造工程中，我们应加强对相关技术的应用研究，借鉴国内外优秀的污水处理工作经验，建立起一套更加高效的污水处理工艺流程，提高城镇污水处理厂污水处理技术水平。