強化生物脫氮的生活污水處理廠改造工藝研究

張新婷，萬 軍

（1.河海大學設計研究院有限公司，江蘇南京 210098；2.科盛環保科技股份有限公司，江蘇南京 211500）

強化生物脫氮的生活污水處理廠改造工藝研究

張新婷1，萬 軍2

（1.河海大學設計研究院有限公司，江蘇南京 210098；2.科盛環保科技股份有限公司，江蘇南京 211500）

在傳統生物脫氮除磷工藝基礎上，增加污泥膜生物反應器（SMBR），組成一種強化的生物脫氮工藝。通過對部分二沉池回流污泥進行SMBR延時曝氣處理，并在SMBR中營造一個適合硝化細菌生長的環境，再將富集硝化細菌的污泥回流至好氧池內，大量且高活性的硝化菌大幅提升硝化效率，SMBR出水回流至缺氧池內進行反硝化，或用于廠內回用。此種強化生物脫氮工藝，可減少好氧池的水力停留時間，又能提高污水處理廠的脫氮效率，還可減少并穩定二沉池的剩余污泥，適用于新建污水廠，也可用于現有污水處理廠的提標改造。

A2/O改造；強化脫氮；SMBR；生活污水

1 背景技術

目前針對污染物種類及排放標準，污水處理廠多采用生物脫氮除磷工藝。經過多年發展已形成諸如A/A/O系列、氧化溝系列及其他工藝。以A/A/O工藝為例，其中的A/A是英文Anaerobic-anoxic的簡稱，是A/O工藝的改進。污水與回流污泥先進入厭氧池（DO＜0.5mg/L）完全混合，經一定時間（1～2h）的厭氧分解后，去除其中的部分BOD，污泥中部分含氮化合物轉化成N2（反硝化）而釋放出來，回流污泥中的聚磷微生物釋放出磷。然后，混合液流入缺氧池，該池中的反硝化細菌以污水中的含碳有機物為碳源，將好氧池通過內循環回流進來的NO3-還原為N2而釋放出來。接著污水流入好氧池，水中的NH3-H進行硝化反應生成NO3-，同時水中有機物氧化分解供給吸磷微生物以能量，微生物從水中吸收磷，磷進入細胞組織，經沉淀池分離后以富磷污泥的形式從系統中排出。

生物脫氮除磷系統中厭氧、缺氧、好氧過程可以在不同的設備中進行，也可以在同一設備的不同部位完成。一般污水處理廠在該種同步脫氮除磷工藝運行時，由于受多種外界因素的影響，尤其冬季低溫的影響，脫氮效果較差難以滿足當前日益提高的排放標準。

2 工藝研究

在原有生物脫氮除磷水處理工藝中新增了一套污泥膜生物反應器（SMBR），通過SMBR對部分二沉池的回流活性污泥進行延時曝氣，并投加部分高氨氮的污泥濃縮池上清液作為營養，使SMBR中硝化細菌占優勢地位，再將富含硝化細菌的污泥回流至好氧池，增強硝化效果，硝化液回流至缺氧區或廠內進行回用。

如圖1所示，在傳統生物脫氮除磷系統（以A2/O工藝為例）中增加一套污泥膜生物反應器（SMBR），通過SMBR對部分二沉池的回流活性污泥進行延時曝氣，并投加部分高氨氮的污泥濃縮池上清液作為營養，創造一個適于硝化細菌生長的環境，使SMBR中硝化細菌占優勢地位，再將富含硝化細菌的污泥回流至好氧池增強硝化效果，硝化液回流至缺氧區或廠內進行回用。

圖1 工藝流程圖（以傳統A2/O改造為例）

3 工藝優勢分析

1）SMBR中的純好氧環境，較高的溶解氧促進硝化細菌的生長。

2）SMBR的污泥截留作用，使水力停留時間（HRT）和污泥停留時間（SRT）徹底分開，保證足夠長SRT，有利于硝化細菌的截留。

3）采用污泥濃縮池上清液作為營養源，利用其氨氮底物濃度高，促進硝化細菌生長。

4）SMBR較長的SRT，污泥處于內源呼吸狀態，低COD負荷，高氨氮狀態下促進硝化細菌生長。

5）內源呼吸為放熱反應，有利于維持SMBR較高的反應溫度，有利于硝化細菌的生長。

6）新增的硝化污泥回流至好氧池，使擴培的硝化污泥始終處于好氧環境下，有利于專性好氧的硝化細菌生長。

7）本技術的硝化細菌源于生化系統本身，并隨水質及環境的變化而變化，其菌種對水質的適應性好。

8）SMBR的硝化細菌附著于活性污泥上，回流至好氧池中與池中的活性污泥相容性好，硝化細菌不易流失。而某些單純投加硝化細菌的技術，由于硝化菌缺乏附著的載體，流失嚴重，須不斷投加。

9）SMBR系統與主體生化系統相對獨立，其耐沖擊性及沖擊后的恢復能力較強，可提升脫氮系統整體的穩定性。

10）由于硝化效率的提升，可縮短好氧池停留時間，對于新建項目可減少工程建設投資，對改造項目可提標或增容。

11）污泥內源呼吸，剩余污泥量減少，減少污泥處理系統的成本；膜生物反應器一般多用于污水處理末端，提高出水各項水質，將膜生物反應器作為一種連續培養硝化細菌的模塊，可以大大提高傳統生物脫氮工藝中的脫氮效率，并可以一定程度上減少污泥產量。

Study on the Transformation Process of Domestic Sewage Treatment Plant with Enhanced Biological Nitrogen Removal

Zhang Xin-ting，Wan Jun

Based on the traditional biological nitrogen and phosphorus removal process，the sludge bioreactor（SMBR）was added to form an enhanced biological nitrogen removal process.By carrying out SMBR delayed aeration treatment on some secondary sedimentation sludge and creating an environment suitable for nitrifying bacteria in SMBR，the sludge of nitrifying bacteria is returned to the aerobic tank，and the large and highly active Nitrifying bacteria to signif i cantly increase the eff i ciency of nitrif i cation，SMBR eff l uent ref l ux to the anoxic tank for denitrif i cation，or for the use of the plant.This enhanced biological nitrogen removal process can reduce the oxygen retention time of the aerobic tank and improve the denitrif i cation eff i ciency of the sewage treatment plant.It can also reduce and stabilize the excess sludge in the secondary sedimentation tank and can be applied to the new sewage plant In the existing sewage treatment plant to mention the standard transformation.

A2/O transformation；enhanced denitrif i cation；SMBR；domestic wastewater

X703.1

：B

：1003–6490（2017）04–0003–02

2017–03–30

張新婷（1980—），女，吉林九臺人，工程師，主要研究方向為水污染控制與生態治理。