王洪輝 謝毅

（中國(guó)市政工程中南設(shè)計(jì)研究總院有限公司 湖北武漢 430010）

隨著污水廠出水執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)成為普遍現(xiàn)象，采用傳統(tǒng)脫氮工藝解決我國(guó)北方地區(qū)的高氮污水，已很難保證出水達(dá)標(biāo)。為了高效脫氮，多段A/O工藝應(yīng)運(yùn)而生。

1 工藝流程

圖1 工藝流程圖

多點(diǎn)進(jìn)水多段A/O工藝，由數(shù)段包括1個(gè)缺氧區(qū)和1個(gè)好氧區(qū)的A/O工藝組合而成。污泥回流到系統(tǒng)首端，有了實(shí)現(xiàn)同步生物除磷，可在系統(tǒng)前端設(shè)置厭氧區(qū)，組成具有生物除磷功能的多段A/O工藝。原污水進(jìn)過(guò)合理的分配后，多點(diǎn)進(jìn)入各缺氧區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)污染物和氨氮的串聯(lián)去除和硝態(tài)氮的并聯(lián)去除?；旌弦夯亓鞯脑O(shè)置與否，可以根據(jù)水質(zhì)的實(shí)際情況自由選擇。工藝流程如圖1所示。

多段A/O工藝脫氮效率高的主要原因是該工藝引入了先進(jìn)的后置反硝化（O/A）理論和多點(diǎn)進(jìn)水手段，在實(shí)現(xiàn)后置反硝化的同時(shí)不存在外碳源穿透的隱患。

在不設(shè)混合液回流情況下，理論上出水總氮只與分配至第n段缺氧池的原污水中氨氮含量有關(guān)。因此，系統(tǒng)脫氮保證率高、可控性強(qiáng)。系統(tǒng)脫氮效率可按下式計(jì)算：

式中：a——原污水氨氮含量；

b——原污水總氮含量；

c——原污水BOD5含量；

r——污泥回流比。

在不設(shè)混合液回流的情況下，Qn原污水碳源可以完全用于系統(tǒng)除磷，可以有效提高系統(tǒng)的生物除磷效果。如果原污水中氮含量過(guò)高，可以開(kāi)啟混合液回流，進(jìn)一步提高總氮的除去率，有效利用原水碳源脫氮，但除磷效果有所犧牲。有內(nèi)回流時(shí)脫氮效率如下式：

式中：R——混合液回流比。

2 系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)

該工藝?yán)碚撨\(yùn)算較復(fù)雜，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有系統(tǒng)分段數(shù)、進(jìn)水流量分配、池容分配以及混合液回流比等四個(gè)方面的內(nèi)容。

2.1 分段數(shù)選擇

理論上該工藝分段數(shù)越多脫氮效率越高。但是分段數(shù)過(guò)多會(huì)帶來(lái)運(yùn)營(yíng)管理、曝氣量控制、缺氧好氧界線越不明等一系列問(wèn)題，反而會(huì)影響硝化和反硝化效果，得不償失。

我國(guó)北方城市污水的含氮量較高，但根據(jù)筆者的了解進(jìn)水總氮含量一般不會(huì)超過(guò)100mg/L。在考慮不設(shè)置內(nèi)回流、進(jìn)水流量平均分配的最不利情況下，選擇4段即可保證水質(zhì)達(dá)標(biāo)，因此工程多選擇3～4段作為系統(tǒng)的分段數(shù)。

有時(shí)為了減小系統(tǒng)的分段數(shù)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)，可以采用開(kāi)啟內(nèi)回流的方式，同樣可以保證出水達(dá)標(biāo)。

2.2 進(jìn)水流量分配

2.2.1 在不設(shè)置內(nèi)回流的情況下

對(duì)于Qn的流量分配主要目標(biāo)為控制總氮，其值可按下式計(jì)算：

式中：Y——出水控制總氮值。

對(duì)于Q1～Qn-1流量配主要目標(biāo)為控制各段污水中的碳氮比，合理利用系統(tǒng)碳源利，保證外加碳源量最省。根據(jù)室外排水規(guī)范，當(dāng)c/b=4時(shí)，可以認(rèn)為碳源充足。則：

同時(shí)，根據(jù)水量平衡有：

聯(lián)合式（3）、（4）、（5）即可得出進(jìn)入各缺氧池的流量分配。

2.2.2 在設(shè)置內(nèi)回流的情況下

Qn的流量分配可按下式計(jì)算：

2.3 缺氧及好氧池容積分配

2.3.1 各段污泥濃度分布

各段污泥濃度計(jì)算如下：

式中：M0——回流污泥濃度；

Mi——第i段污泥濃度；

Mn——第n段污泥濃度。

2.3.2 好氧池容積設(shè)計(jì)

好氧池容積分配主要是為了保證硝化反應(yīng)充分進(jìn)行，因此各好氧池容積應(yīng)按照各段進(jìn)水中氨氮負(fù)荷和污泥濃度，按照《城市污水生物脫氮除磷處理設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行計(jì)算。

2.3.3 缺氧池容積設(shè)計(jì)

缺氧池容積分配主要是為了保證反硝化反應(yīng)充分進(jìn)行，因此各缺氧池容積應(yīng)按照各段硝態(tài)氮負(fù)荷和污泥濃度，按照《城市污水生物脫氮除磷處理設(shè)計(jì)規(guī)程》進(jìn)行計(jì)算。

2.4 內(nèi)回流比

一般情況下，混合液內(nèi)回流比可控制100%以內(nèi)，節(jié)約能耗的同時(shí)可以有效保證脫氮效率。

3 結(jié)語(yǔ)

3.1 工藝優(yōu)勢(shì)

脫氮效率高，就我國(guó)階段的高氮生活污水實(shí)際情況和排放標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)，基該工藝本可以保證氮指標(biāo)達(dá)標(biāo)排放。

3.2 系統(tǒng)優(yōu)化

可通過(guò)混合液內(nèi)回流的開(kāi)啟與否，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)強(qiáng)化脫氮和強(qiáng)化除磷的選擇?？蓛?yōu)化配置原污水中有限的碳源，減少外碳源投加量。

3.3 系統(tǒng)配備

為了保證明確的缺氧和好氧環(huán)境，該工藝一般需配套精確曝氣控制系統(tǒng)；為了有效的調(diào)節(jié)進(jìn)水流量、外加碳源、各段池容，便于系統(tǒng)適應(yīng)水質(zhì)水量的變化，保證各種情況下的水質(zhì)達(dá)標(biāo)，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置較完善的水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)儀表。

[1]王偉,等.多段A/0工藝流量及體積分配方法與優(yōu)化控制策略.北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2009.2.

[2]高俊發(fā),等.分段進(jìn)水多級(jí)A/O生物脫氮工藝設(shè)計(jì)研究.環(huán)境工程,2007,12.