許海康

（汕頭市潮南區(qū)廣業(yè)練江生態(tài)環(huán)保有限公司，廣東 汕頭 515100）

隨著城市化的不斷發(fā)展，城市生活污水排放量不斷上升，使得生活污水處理廠必須要做好污水處理工作。而對(duì)生活污水處理廠進(jìn)水碳源不足和總氮去除進(jìn)行研究分析，能為污水處理廠補(bǔ)充碳源和總氮去除提供依據(jù)，繼而為污水處理提供便利，使其符合地表水五類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，保障城市用水安全。

1 生活污水處理廠進(jìn)水碳源現(xiàn)狀

現(xiàn)階段生活污水廠進(jìn)水水質(zhì)中總氮含量較高，使得進(jìn)水碳源不足，導(dǎo)致污水中碳氮出現(xiàn)不均衡的情況，嚴(yán)重影響污水處理效果。同時(shí)由于進(jìn)水碳源不足，造成污水可硝化性低，不利于對(duì)污水進(jìn)行硝化反應(yīng)，影響污水硝化效率，使得污水處理效果不佳。另外由于污水中的總氮含量過多，但污水中碳源又不足，導(dǎo)致工作人員在進(jìn)行生活污水處理時(shí)，必須向污水當(dāng)中加入外加碳源，只有這樣才能確保污水處理工作能夠有序進(jìn)行。但是這種方式不僅會(huì)提升生活污水廠處理污水的成本，還會(huì)對(duì)污水處理效果造成影響，導(dǎo)致出水水質(zhì)不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

不僅如此，因?yàn)檫M(jìn)水碳源不足，使得工作人員需要加入外加碳源，但由于各種外加碳源的反硝化效率不同，甚至脫氮的效果也各不相同，很容易導(dǎo)致總氮排放不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2 生活污水處理廠進(jìn)水碳源不足的解決方法

2.1 傳統(tǒng)外加碳源

2.1.1 低分子醇

現(xiàn)階段，當(dāng)生活污水廠進(jìn)水碳源不足時(shí)，需要向污水中施加低分子有機(jī)物補(bǔ)充碳源[1]，以此確保生活污水中擁有充足的碳源，使其在經(jīng)過處理后能夠符合地表水五類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。其中應(yīng)用最為廣泛的低分子有機(jī)物是甲醇，通過研究，實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)當(dāng)使用甲醇作為外加碳源時(shí)，能夠提升生活污水中的反硝化效率，從而為后續(xù)的脫氮工作打下基礎(chǔ)。

不過如果以甲醇為外加碳源，會(huì)使生物脫氮出現(xiàn)滯后情況，導(dǎo)致脫氮的效率降低，不利于脫氮工作的進(jìn)行[2]。在條件一致的前提下，相關(guān)人員對(duì)飲用水進(jìn)行檢測，能夠明顯發(fā)現(xiàn)乙酸以及葡萄糖的反硝化效率沒有太大差別，而甲醇的反硝化速度則相對(duì)較慢。

另外，由于甲醇是一種致命的化學(xué)物質(zhì)，不僅運(yùn)輸難度大，而且造價(jià)成本高，因此目前生活污水廠在進(jìn)水碳源不足時(shí)，通常會(huì)選擇用乙醇來替代甲醇，以此來補(bǔ)充污水中的碳源。這樣做不僅可以為污水補(bǔ)充足夠的碳源，方便后續(xù)的污水處理工作，確保處理后的污水符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，還可以降低污水處理的成本。

2.1.2 低分子酸

由于乙酸擁有良好的反硝化效率，使得乙酸經(jīng)常被各大生活污水處理廠作為外加碳源來使用[3]。而且與其他外加碳源不同，將乙酸作為外加碳源，可以在最大程度上降低出水中的NO2-N，使其能夠符合污水排放標(biāo)準(zhǔn)。但需要注意的是，乙酸作為外加碳源，易導(dǎo)致處理好的污水中乙酸含量高，使得出水品質(zhì)降低。

相較于其他外加碳源，低分子有機(jī)物因?yàn)樘荚捶肿酉鄬?duì)較小，所以其對(duì)污水的反硝化速度快，十分適合作為外加碳源加入污水當(dāng)中。不過將低分子有機(jī)物作為外加碳源同樣存在很多問題，這嚴(yán)重影響了對(duì)低分子有機(jī)物的進(jìn)一步研究。而且在使用低分子有機(jī)物作為外加碳源時(shí)，不僅污水處理的成本較高，還容易使處理后的污水出現(xiàn)有機(jī)物超標(biāo)的情況，導(dǎo)致出水不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.1.3 糖類物質(zhì)

糖類物質(zhì)也是很好的外加碳源，而且相較于其他外加碳源，糖類物質(zhì)不僅有著良好的污水處理效果，而且都是日常生活中經(jīng)常遇到的化工原料，能夠有效降低污水處理成本。尤其是葡萄糖，除了能夠提高反硝化效率，還可以方便脫氮工作的開展。因此糖類物質(zhì)被作為外加碳源并廣泛應(yīng)用于污水處理當(dāng)中，以此來提高污水處理效果，確保出水排放符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保障城市生產(chǎn)生活用水。但需要注意的是，由于糖類物質(zhì)的分子量相對(duì)較大，很容易導(dǎo)致微生物快速生長，從而對(duì)反應(yīng)器造成損壞，影響污水處理工作的開展。

不僅如此，研究還發(fā)現(xiàn)將糖類物質(zhì)作為外加碳源進(jìn)行污水處理，出水的水質(zhì)僅符合二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)，而將低分子有機(jī)物作為外加碳源進(jìn)行污水處理，出水水質(zhì)則滿足一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。因此將糖類物質(zhì)作為外加碳源時(shí)，雖然能夠解決生活污水廠進(jìn)水碳源不足的問題，卻無法使生活污水廠更好地進(jìn)行污水處理工作，難以提高出水水質(zhì)。

2.2 新型外加碳源

2.2.1 天然固體有機(jī)物

天然固體有機(jī)物是一種新型外加碳源，不僅材料眾多，而且價(jià)格較低，能夠有效降低生活污水處理成本。例如：我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常見到的蘆葦、麥稈等都可以作為新型外加碳源加入污水中，補(bǔ)充污水中的碳源。另外，因?yàn)楣腆w有機(jī)物中含有大量的纖維素，并且擁有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，因此能夠有效提高污水反硝化反應(yīng)，提高污水處理效果，為后續(xù)的脫氮工作打下基礎(chǔ)，確保出水水質(zhì)可以符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2.2 可生物降解聚合物

現(xiàn)階段，對(duì)于可生物降解聚合物的研究還不完善，能夠作為外加碳源的可生物降解聚合物較少。不過研究發(fā)現(xiàn)，將生物材料作為外加碳源，進(jìn)行生活用水處理，能夠擁有不錯(cuò)的脫氮效果，使出水水質(zhì)符合生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)。因此未來生活污水廠在外加碳源時(shí)，可以加強(qiáng)對(duì)生物材料的使用，以此提高反硝化效率，增強(qiáng)污水處理效果，提高污水水質(zhì)。

2.2.3 初沉污泥的水解產(chǎn)物

初沉污泥的水解產(chǎn)物也是一種新型的外加碳源，這是因?yàn)樗猱a(chǎn)物內(nèi)包含大量的有機(jī)成分，將其加入到污水中，能夠加快反硝化反應(yīng)，并且將初沉污泥的水解產(chǎn)物作為外加碳源，能夠有效降低污水處理成本，所以水解產(chǎn)物被廣泛應(yīng)用在污水處理當(dāng)中，為提高污水處理效果，保障出水水質(zhì)發(fā)揮了重要作用。而且不管是初沉污泥還是二沉池污泥都可以通過水解，將污泥中所包含的產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)榉聪趸荚?，以此來為污水補(bǔ)充碳源，解決污水碳源不足的問題，確保污水中碳氮均衡，保障出水水質(zhì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

不僅如此，相較于傳統(tǒng)外加碳源，水解產(chǎn)物脫氮效果顯著，能夠有效降低碳源成本，使出水水質(zhì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。這是因?yàn)橄噍^于其他補(bǔ)充碳源的方法，初沉污泥的水解產(chǎn)物生產(chǎn)成本低廉，并且容易制作，所以污水處理廠在使用初沉污泥補(bǔ)充碳源時(shí)，只需要在污水處理廠周圍建立一個(gè)污泥池，不僅能夠節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用，也可以有效降低碳源成本。

2.2.4 工業(yè)廢水

生活污水廠的進(jìn)水碳源不足時(shí)，工作人員還可以將工業(yè)廢水作為外加碳源，加入到生活污水當(dāng)中，以此提高污水中的碳源含量，加強(qiáng)污水處理效果。通過這種方式，不僅能夠最大程度上增加外加碳源的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以有效降低工業(yè)廢水處理成本。例如：可以將啤酒廢液、造紙廢液等工業(yè)廢水作為外加碳源，加入生活污水當(dāng)中，以此提高反硝化效率，確保出水水質(zhì)能夠符合地表水標(biāo)準(zhǔn)，保障城市生產(chǎn)和生活用水。但工業(yè)污水的水質(zhì)情況及投加量將影響生活污水的處理效果，相關(guān)人員需對(duì)工業(yè)污水進(jìn)行嚴(yán)格的分析及控制[4]。

總而言之，當(dāng)污水中碳氮不均衡，相關(guān)人員可以采取多種方式來補(bǔ)充進(jìn)水碳源，以此確保污水中碳源充足，為后續(xù)的污水處理工作打下基礎(chǔ)。但需要注意的是，工作人員在補(bǔ)充進(jìn)水碳源時(shí)，必須要根據(jù)污水處理廠的實(shí)際情況，科學(xué)、合理地選擇合適方法，在保障出水水質(zhì)的前提下，盡可能降低補(bǔ)充碳源成本，提高污水處理廠的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)為了總氮去除工作能夠有序進(jìn)行，工作人員在補(bǔ)充進(jìn)水碳源時(shí)，還需要考慮總氮去除效果，方便總氮去除工作開展，確保出水水質(zhì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，從而滿足城市生產(chǎn)和生活對(duì)水源的需求。

3 生活污水處理廠總氮去除工藝

3.1 A2/O工藝

工作人員在使用A2/O工藝進(jìn)行總氮去除工作時(shí)，需要分三個(gè)環(huán)節(jié)完成，第一個(gè)環(huán)節(jié)為好氧環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)中工作人員必須加強(qiáng)對(duì)硝化細(xì)菌的使用，最大程度上發(fā)揮其作用，從而使污水中的氨氮以及有機(jī)氨氮進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，使其最終變成硝酸鹽，為后續(xù)的反硝化工作打下基礎(chǔ)；第二個(gè)環(huán)節(jié)為缺氧環(huán)節(jié)，在這一環(huán)節(jié)中工作人員需要借助反硝化反應(yīng)，將好氧環(huán)節(jié)中形成的硝酸鹽轉(zhuǎn)變成氮?dú)?；最后一個(gè)環(huán)節(jié)為脫氮除磷環(huán)節(jié)，當(dāng)污水中最后的硝酸鹽轉(zhuǎn)變成氮?dú)夂?，工作人員便可以進(jìn)行脫氮去除工作，將氮?dú)馀欧懦鋈?，從而完成脫氮工作?/p>

另外研究發(fā)現(xiàn)，通過A2/O工藝進(jìn)行總氮去除工作，能夠有效確保污水處理工作符合相關(guān)要求，提高污水處理效果，使生活污水廠出水水質(zhì)滿足排放標(biāo)準(zhǔn)。因此有必要加強(qiáng)對(duì)A2/O工藝的應(yīng)用，以此加強(qiáng)對(duì)生活污水的處理，保障脫氮去除工作能夠順利進(jìn)行。

3.2 氧化溝工藝

由于氧化溝工藝特征之間存在差異，因此可以將氧化溝工藝劃分為氧化渠以及循環(huán)曝氣池兩種工藝。這種總氮去除方法起源于荷蘭，是一種活性污泥法。但需要注意的是，在使用氧化溝工藝進(jìn)行總氮去除時(shí)，工作人員必須要搭配連續(xù)式反應(yīng)池，只有這樣才能確?？偟コ樌M(jìn)行及符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。并且通過這個(gè)設(shè)備，氧化溝工藝可以讓污水產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，使污水始終保持循環(huán)流動(dòng)。不僅如此，在使用氧化溝工藝進(jìn)行總氮去除工作時(shí)，工作人員還需要搭配曝氣以及攪動(dòng)裝置，從而對(duì)污水流動(dòng)方向進(jìn)行調(diào)控。而且通過這兩個(gè)裝置，工作人員能夠讓反應(yīng)器中的混合液朝著設(shè)置方向流動(dòng)的同時(shí)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，讓污水一直處于循環(huán)狀態(tài)，從而完成總氮去除工作，確保出水水質(zhì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 CASS工藝

CASS工藝又被稱為循環(huán)活性污泥工藝，是由SBR技術(shù)演變形成的工藝，是一種綜合性較強(qiáng)的污水處理技術(shù)，能夠有效完成總氮去除工作，降低污水中的氮含量，保證出水水質(zhì)。而且相較于其他總氮去除工藝，CASS工藝不僅操作簡單、運(yùn)行靈活，還具有良好的可靠性，能保障總氮去除效果。同時(shí)CASS工藝因?yàn)檫\(yùn)行成本低以及使用范圍廣，被廣泛應(yīng)用于污水處理，并發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。但需要注意的是，CASS工藝控制方式單一，通常以時(shí)序控制作為主要控制方式，因此在處理污水時(shí)存在明顯的缺點(diǎn)，所以工作人員在采用CASS工藝進(jìn)行總氮去除工作時(shí)，需要結(jié)合污水的種類開展去除工作，才能在最大程度上發(fā)揮出CASS工藝的作用。

4 A2O氧化溝實(shí)驗(yàn)分析

4.1 實(shí)驗(yàn)概況

本次實(shí)驗(yàn)對(duì)象為某市生活污水處理廠，在對(duì)生活污水進(jìn)行總氮去除工作時(shí)，工作人員采用氧化溝工藝對(duì)氮?dú)膺M(jìn)行處理，以此保證污水處理效果，保障出水水質(zhì)。而且氧化溝工藝是二級(jí)處理工藝，可以使出水水質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到一級(jí)B。

4.2 進(jìn)出水水質(zhì)分析

通過調(diào)查，實(shí)驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)在污水處理廠一期工程建設(shè)完成后，污水處理廠連續(xù)6年的進(jìn)水水質(zhì)符合相關(guān)要求，是不易產(chǎn)生生化反應(yīng)的污水。但需要注意的是，進(jìn)水的總氮含量過高，導(dǎo)致污水中的碳氮比出現(xiàn)失衡。同時(shí)污水處理廠的出水水質(zhì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，能夠用于生產(chǎn)及生活用水，但是總氮的排放量過低，無法滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。采用氧化溝工藝對(duì)總氮進(jìn)行處理時(shí)存在弊端，難以科學(xué)、有效地進(jìn)行污水處理，使得總氮去除效果不佳，難以符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)重影響了污水處理廠的處理效率。

4.3 促進(jìn)總氮達(dá)標(biāo)的有效措施

由于該污水處理廠的進(jìn)水總氮含量過高，導(dǎo)致污水中的碳氮不均衡，并且傳統(tǒng)的氧化溝工藝無法有效解決這一情況，因此工作人員必須根據(jù)污水處理廠的實(shí)際情況，科學(xué)、合理地把控進(jìn)水水質(zhì)，避免出現(xiàn)碳氮失調(diào)的問題。同時(shí)還需要對(duì)氧化溝工藝進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，提升氧化溝工藝的總氮去除效果，確保總氮排放量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

為此工作人員需要對(duì)污水處理廠的污水收集系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，并禁止生化性較差的污水進(jìn)入污水處理廠，讓各工廠在處理好廢水后直接進(jìn)行排放工作，同時(shí)還要優(yōu)化升級(jí)城市污水管網(wǎng)，讓城市污水能夠分流，使污水處理廠內(nèi)的污水擁有良好的生化性，通過這種方式能夠有效降低進(jìn)水水質(zhì)的總氮含量，確保污水碳氮均衡，從而使總氮去除能夠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

同時(shí)，工作人員還要對(duì)氧化溝工藝進(jìn)行改良，更換反應(yīng)器中的單速轉(zhuǎn)刷，用潛水推進(jìn)器取代雙速轉(zhuǎn)刷，同時(shí)在反應(yīng)器中安裝溶解氧裝置，以此對(duì)流動(dòng)的污水進(jìn)行檢測，通過這種方式可以最大程度上發(fā)揮出氧化溝工藝的作用，使其能夠更好地進(jìn)行總氮去除工作，滿足總氮排放量相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。另外在對(duì)氧化溝工藝進(jìn)行改良后，能夠讓原污水、回流污水以及內(nèi)回流混合液共同流進(jìn)厭氧區(qū)中，有效提高反硝化效率，促進(jìn)聚類菌完成釋磷，從而提升總氮去除效果，使出水水質(zhì)能夠符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如圖1所示。

圖1 A2O氧化溝工藝

4.4 污水收集系統(tǒng)改造后的進(jìn)水水質(zhì)分析

當(dāng)污水收集系統(tǒng)優(yōu)化完成后，實(shí)驗(yàn)人員對(duì)當(dāng)?shù)厣钗鬯M(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)污水處理廠的進(jìn)水水質(zhì)總氮含量降低，并且污水中可生化性的占比得到顯著提高，污水中碳氮均衡，能夠滿足總氮去除標(biāo)準(zhǔn)，保障出水水質(zhì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

4.5 深度處理工藝分析

所謂深度處理工藝是指把城市污水以及工業(yè)廢水通過一級(jí)和二級(jí)處理后，為了讓污水符合地表五類水標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)處理過的水資源進(jìn)行深度處理，確保其能夠符合出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。深度處理工藝主要包括磁混凝、纖維轉(zhuǎn)盤濾池、高效沉淀池、MBR膜池等工藝，能夠有效去除水資源中殘留的懸浮物，改善水質(zhì)，降低水資源中BOD和COD的含量，消除水源中的有毒物質(zhì)，保障出水水質(zhì)。在對(duì)水資源進(jìn)行深度處理時(shí)，工作人員可以根據(jù)水資源的實(shí)際情況，采取不同的工藝對(duì)污水進(jìn)行處理，從而確保其水質(zhì)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

深度處理工藝能夠得到廣泛應(yīng)用，其根本原因是當(dāng)前水資源緊張及相關(guān)部門對(duì)環(huán)保的要求更加嚴(yán)格，所以各大污水處理廠紛紛采用深度處理工藝，不僅能夠減少污水排放，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，還能緩解水資源短缺的情況，保障城市生產(chǎn)及生活用水。

5 結(jié)論

綜上所述，要提升生活污水處理廠補(bǔ)充進(jìn)水碳源以及總氮去除技術(shù)水平，工作人員需要綜合考慮各種外加碳源方法和總氮去除工藝，從而選擇有利方案，并在此基礎(chǔ)上，有效整合各種外加碳源方法和總氮去除工藝，才能提升生活污水處理廠進(jìn)水碳源以及總氮去除技術(shù)的水平，使出水符合排放標(biāo)準(zhǔn)。