廖建華 段衛(wèi)磊 李政

摘 要：AO、AAO及其改良工藝處理村鎮(zhèn)污水，進(jìn)水水質(zhì)或水量波動(dòng)大、冬季低溫等因素，導(dǎo)致處理系統(tǒng)沖擊負(fù)荷大、脫氮除磷效果不穩(wěn)定。文中“3+2回流”技術(shù)，設(shè)置多點(diǎn)回流，可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量、溫度等波動(dòng)因素，靈活調(diào)整處理系統(tǒng)運(yùn)維方式，提高達(dá)標(biāo)穩(wěn)定性，節(jié)約建設(shè)投資。

關(guān)鍵詞：村鎮(zhèn)污水;多點(diǎn)回流;脫氮除磷;穩(wěn)定達(dá)標(biāo)

1.前言

農(nóng)村經(jīng)濟(jì)水平、生活方式差異，居民區(qū)化糞池、收集管網(wǎng)等不完善，村鎮(zhèn)小作坊等因素，導(dǎo)致村鎮(zhèn)生活污水水質(zhì)、水量在時(shí)間和空間上存在很大差異，冬夏季、節(jié)假日、每天各高峰排水時(shí)段表現(xiàn)尤為突出，導(dǎo)致村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施沖擊負(fù)荷較大。

AO（厭氧-好氧）和AAO（厭氧-缺氧-好氧或缺氧-厭氧-好氧）及其改良工藝具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、總水力停留時(shí)間、設(shè)計(jì)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)成熟、易控制和不易產(chǎn)生污泥膨脹等一系列優(yōu)點(diǎn)，是目前我國(guó)村鎮(zhèn)污水處理廠中應(yīng)用最廣泛的同步脫氮除磷工藝之一。AO、AAO工藝生物脫氮除磷涉及到硝化、反硝化、釋磷和吸磷等多個(gè)不同的生化反應(yīng)過程，其中每一個(gè)過程的原理不同，其對(duì)微生物的組成、基質(zhì)類型及環(huán)境條件的要求也不相同。在進(jìn)水沖擊負(fù)荷增大時(shí)，完成脫氮和除磷過程，不可避免地會(huì)遇到一些矛盾和沖突，如碳源、污泥齡、硝化和反硝化容量、聚磷菌釋磷和吸磷容量等問題。

因此需要解決在進(jìn)水氮、磷濃度波動(dòng)較大、超過設(shè)計(jì)負(fù)荷、冬季低溫等情況下，脫氮除磷效率低和處理后的出水氮、磷指標(biāo)不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的問題。

2.“3+2回流”原理介紹

針對(duì)AO、AAO及其改良工藝的常規(guī)“1+1”回流方式，即：硝化液回流至缺氧池進(jìn)水點(diǎn)，污泥回流至厭氧池進(jìn)水點(diǎn)，本技術(shù)增設(shè)硝化液回流至調(diào)節(jié)池中段、厭氧池進(jìn)水點(diǎn)，并增設(shè)污泥回流至好氧池進(jìn)水點(diǎn)，形成多點(diǎn)回流，簡(jiǎn)稱“3+2回流”。

2.1硝化液回流

將好氧池末端的硝化液回流至調(diào)節(jié)池中段、厭氧池、缺氧池，實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮效果。各回流點(diǎn)主要作用：

硝化液回流至調(diào)節(jié)池：有效調(diào)節(jié)系統(tǒng)污水的濃度;生物反應(yīng)池碳源不足時(shí)，利用進(jìn)水碳源，在調(diào)節(jié)池實(shí)現(xiàn)預(yù)反硝化脫氮功能。

硝化液回流至厭氧池：溫度偏低或進(jìn)水TN濃度較大時(shí)，在厭氧池實(shí)現(xiàn)反硝化脫氮功能。

硝化液回流至缺氧池：硝化液回流至缺氧池，實(shí)現(xiàn)常規(guī)的反硝化脫氮功能。

2.2污泥回流

將二沉池活性污泥回流至厭氧池、好氧池。各回流點(diǎn)主要作用：

污泥回流至厭氧池：補(bǔ)充缺氧池碳源，活性污泥中的微生物通過厭氧作用分解產(chǎn)生碳源，同時(shí)促進(jìn)有機(jī)質(zhì)進(jìn)一步降解和釋磷，也導(dǎo)致聚磷菌釋放磷，但總體有利于好氧池聚磷菌吸磷和沉淀系統(tǒng)化學(xué)除磷;輔助維持缺氧池較高的污泥濃度。

污泥回流至好氧池：直接補(bǔ)充好氧池污泥濃度。

3.“3+2回流”使用方法

“3+2回流”主要適用于村鎮(zhèn)污水水質(zhì)波動(dòng)大、冬季低溫、小幅度超過設(shè)計(jì)負(fù)荷、系統(tǒng)達(dá)標(biāo)調(diào)試等情況下靈活調(diào)整運(yùn)行方式，有效控制TN、TP，降低建設(shè)投資。

3.1根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)情況，調(diào)整運(yùn)維方式

當(dāng)處理系統(tǒng)進(jìn)水TP偏低、TN偏高時(shí)，開啟調(diào)節(jié)池、厭氧池、缺氧池硝化液回流，將AAO處理系統(tǒng)按缺氧-缺氧-好氧工藝運(yùn)維。利用調(diào)節(jié)池作為預(yù)反硝化區(qū)，利用厭氧池形成的缺氧狀態(tài)，強(qiáng)化反硝化脫氮效果，提高TN達(dá)標(biāo)穩(wěn)定性。

當(dāng)處理系統(tǒng)進(jìn)水TP偏高、TN偏低時(shí)，關(guān)閉調(diào)節(jié)池、厭氧池硝化液回流，部分開啟缺氧池硝化液回流，將AAO處理系統(tǒng)按厭氧-厭氧（缺氧）-好氧工藝運(yùn)維。利用調(diào)節(jié)池、厭氧池的厭氧狀態(tài)，強(qiáng)化生物除磷效果。同時(shí)強(qiáng)化二沉池排泥。

當(dāng)處理系統(tǒng)進(jìn)水TP偏高、TN偏高時(shí)，開啟調(diào)節(jié)池、缺氧池硝化液回流，關(guān)閉厭氧池硝化液回流，將AAO處理系統(tǒng)按厭氧-缺氧-好氧工藝運(yùn)維。利用調(diào)節(jié)池作為預(yù)反硝化區(qū)，強(qiáng)化反硝化脫氮效果;利用厭氧池的厭氧狀態(tài)實(shí)現(xiàn)生物除磷。同時(shí)可考慮投加除磷劑強(qiáng)化除磷效果。

當(dāng)處理系統(tǒng)進(jìn)水碳源不足時(shí)，關(guān)閉厭氧池硝化液回流，開啟調(diào)節(jié)池、缺氧池硝化液回流，將AAO處理系統(tǒng)按厭氧-缺氧-好氧工藝運(yùn)維。利用調(diào)節(jié)池進(jìn)水碳源實(shí)現(xiàn)預(yù)反硝化脫氮效果。同時(shí)污泥回流至厭氧池和好氧池，厭氧池的微生物厭氧分解產(chǎn)生碳源，可有效補(bǔ)充缺氧池反硝化需要的碳源，也可維持缺氧池較高的污泥濃度，強(qiáng)化反硝化脫氮效果。

3.2 靈活調(diào)整污泥濃度

在厭氧池、好氧池分別設(shè)置污泥回流，可有效補(bǔ)充缺氧池反硝化需要的碳源，降低外部商品碳源的投加量，節(jié)約運(yùn)維費(fèi)。同時(shí)，可輔助維持缺氧池較高的污泥濃度，提高TN去除效率，在進(jìn)水小幅度超過設(shè)計(jì)負(fù)荷時(shí)、冬季溫度較低或進(jìn)水碳源不足時(shí)，提高達(dá)標(biāo)穩(wěn)定性。

3.3污水處理系統(tǒng)調(diào)試或重啟

在污水處理系統(tǒng)調(diào)試或重啟時(shí)，各回流點(diǎn)的設(shè)置，便于各單元調(diào)試期間污水、污泥量的靈活調(diào)整與切換。

4.“3+2回流”市場(chǎng)應(yīng)用

目前已獲得《多點(diǎn)回流的污水處理裝置》的實(shí)用新型專利授權(quán)，專利號(hào)：ZL201920926711.X。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，“3+2回流”技術(shù)已在重慶環(huán)投集團(tuán)294座、總處理規(guī)模33萬(wàn)噸/日村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施推廣使用。不計(jì)因促進(jìn)穩(wěn)定達(dá)標(biāo)而減少的行政處罰金額等帶來(lái)的間接效益，單從建設(shè)投資計(jì)算：

設(shè)置“3+2”回流后，一是工程減量。平均可減少缺氧池約2h的水力停留時(shí)間，由此累計(jì)可減少建設(shè)2750方池容，按建設(shè)費(fèi)1000元/方估算，節(jié)約建設(shè)投資2750萬(wàn)元。二是工程增量。在污水廠主反應(yīng)區(qū)需延伸污泥回流、硝化液回流管線，按照實(shí)際投資增量平均0.17萬(wàn)元/廠計(jì)，增加建設(shè)投資約50萬(wàn)元。產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益約2700萬(wàn)元。

5.延伸思考

5.1污水主管厭氧功能的利用

對(duì)于村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施，廠區(qū)前端一般都有一定長(zhǎng)度污水收集主管，污水在管網(wǎng)中會(huì)呈現(xiàn)厭氧或缺氧狀態(tài)。該段管網(wǎng)可考慮廠區(qū)處理設(shè)施的預(yù)處理系統(tǒng)使用，從而降低污水處理廠投資，但具體效果需進(jìn)一步論證。

5.2調(diào)節(jié)池厭氧功能的利用

對(duì)于中小規(guī)模污水設(shè)施，一般前段設(shè)置HRT4-8h的調(diào)節(jié)池用于調(diào)整進(jìn)入生物反應(yīng)池的水量、水質(zhì)。在水量波動(dòng)小、水質(zhì)波動(dòng)較大的情況下，可考慮調(diào)節(jié)池的下部空間（如，HRT1-3h）作為厭氧段或缺氧段使用。

5.3二沉池易產(chǎn)生磷的釋放

對(duì)于AO、AAO及其改良工藝，進(jìn)入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧，減少停留時(shí)間，防止沉淀池產(chǎn)生厭氧狀態(tài)和污泥釋放磷的現(xiàn)象出現(xiàn)。但溶解氧也不宜過高，以防止硝化液回流對(duì)缺氧段的干擾，根據(jù)重慶環(huán)投集團(tuán)的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，建議村鎮(zhèn)污水處理設(shè)施的好氧段末端出水溶解氧控制在2.0mg/L左右。

5.4缺氧池至好氧池采用頂部連通方式

對(duì)于AO、AAO及其改良工藝，難點(diǎn)在于出水TN、TP的控制，TP的控制，可通過投加化學(xué)藥劑（如，PAC等）輔助去除。在TN去除方面應(yīng)注意，缺氧池至好氧池應(yīng)采用頂部連通方式，以維持缺氧池較高的活性污泥濃度，在不增加建設(shè)投資的情況下提高反硝化效率，在工程實(shí)踐中非常實(shí)用。

6.結(jié)論

“3+2”回流技術(shù)通過各回流點(diǎn)位的巧妙設(shè)置，可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)、水量情況靈活調(diào)整運(yùn)維方式，減少建設(shè)投資，提高處理系統(tǒng)達(dá)標(biāo)穩(wěn)定性。通過重慶環(huán)投集團(tuán)近300座村鎮(zhèn)污水廠應(yīng)用驗(yàn)證，技術(shù)穩(wěn)定可行，適用于中小規(guī)模污水處理設(shè)施。

作者簡(jiǎn)介：廖建華（1966.2-），男，重慶人，重慶建大城環(huán)學(xué)院市政工程專業(yè)，碩士生。