王丽燕(河北省众联能源环保科技有限公司，河北 石家庄 050051)

某污水厂脱氮除磷效果分析

王丽燕(河北省众联能源环保科技有限公司，河北 石家庄 050051)

为提高污水厂脱氮除磷水平，减少后续深度处理单元负荷和工程投资，对某污水厂A2/O工艺进行了脱氮除磷问题分析。结果表明：当内回流比由142%变为200%时可有效提高脱氮水平；进入厌氧池NO3--N浓度升高，释磷量变小。

A2/O工艺;脱氮除磷

《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）对城镇污水厂提出了较高要求，提高二级生物处理工艺脱氮除磷水平，减少后续深度处理单元负荷和工程投资已成为污水厂关注热点问题。本文结合某城市污水厂A2/O工艺实际运行现状，分析氮、磷元素迁移转化规律及问题存在原因，为提高二级处理水平提供依据。

1 工艺概况与分析方法

1.1 工艺概况

图1 污水处理工艺

设计处理规模50万m3/d，设计参数：总池29万m3，厌氧池6.6万m3、缺氧池7.7万m3；好氧池MLSS 4.0g/L，污泥负荷0.126 kgBOD5/(kgMLSS·d)，溶解氧浓度大于2mg/L，污泥龄8.45d；厌氧池DO浓度小于0.2mg/L，缺氧池小于0.5mg/L；内回流点设在好氧池出水口，内外回流比100-200%、50-150%；总水力停留时间12.09h，厌氧2.74h，缺氧3.23h。

1.2 分析方法

NO3--N采用戴氏合金还原法，其它采用《城镇污水厂污染物排放标准》(GB18918-2002)规定方法。

2 结果与分析

2.1 运行效果

该厂2011年8月至2012年8月进出水水质见表1，进水量43.9~55.3万m3/d。

工艺对TN、TP平均去除率62.9%、64.4%，实际脱氮除磷水平较低。

2.2 脱氮效果

由2图可知，进水TN以NH4+-N为主，回流污泥在厌氧池与进水混合，经监测及物料衡算混合液中NO3--N均值3.72mg/L，厌氧处理过程有所降低，推测厌氧池发生反硝化反应；厌氧池出水NH4+-N降低明显，DO小于0.2mg/L不具备硝化反应条件，推测是由于外回流稀释和活性污泥吸附同化作用。缺氧池NH4+-N出水低于设计值；TN下降除稀释和同化作用外，活性污泥中反硝化菌将NO3--N反硝化为N2逸出。好氧池NH4+-N快速下降，NO3--N随之上升，硝化效果明显；TN基本不变，未发生同步硝化反硝化脱氮。

表1 进出水水质(mg·L-1)

图2 氮沿程变化

图3 缺氧反硝化NO3-N变化

图4 TP沿程变化

图5 不同NO3-N时磷变化

缺氧池前端混合液COD、NO3--N均值200mg/L、8.0mg/L，内回流致NO3--N升高。理论上缺氧池有机物可支持NO3--N反硝化消耗。由图3可知，缺氧池实际水力停留时间1.5h以上，大于试验时间60min，缺氧池容积未被充分利用。忽略微生物生长去除氨氮量，利用质量守恒原理反算内回流比，可得出较准确回流比[1]。经计算污水厂内回流比0.81~2.01，均值1.42。吴昌永[2]利用连续流A2/O工艺对内回流比进行研究，发现内回流比200%~300%，TN去除率从72.8%增至82.3%；熊建新[1]利用中试装置对内外回流比进行研究，发现回流比之和300%~500%，脱氮率从67.5%增至70.5%。从实际运行看，内回流比较低是导致缺氧池未被充分利用及脱氮水平较低主要原因。为确定最佳内回流比，取厌氧池、好氧池出水按照1:1、3:4、3:5和1:2比例混合搅拌测定NO3--N变化。试验表明随着混合比提高，被反硝化NO3--N量随之增加，TN去除率逐渐增加。对于污水厂随着内回流比增加，实际水力停留时间缩短，从控制运行能耗与权衡脱氮效果角度讲，混合液回流比达到200%较合适，脱氮率可达71.4%。

2.3 除磷效果

由图4可知，污泥脱水滤液含有大量磷，提高了系统磷负荷。薛涛[3]采用SBR试验装置研究了高磷负荷对生物除磷系统影响，发现进入厌氧阶段初始磷浓度越高，厌氧释磷过程就越慢，释磷量变低，可考虑侧流工艺对磷进行回收降低污泥脱水滤液磷含量。由脱氮效果可知有NO3--N进入厌氧池，为明确NO3--N对厌氧释磷影响，取活性污泥和厌氧池进水按实际流量混合进行试验，由结果图5可知释磷量与释磷速率依然受NO3--N影响，随其增加而下降。

缺氧池有明显除磷作用，蒋轶锋[4]研究pH在反硝化除磷系统中影响发现pH升高1，由于沉淀导致PO43--P下降0.36mg/L。物料衡算发现内回流稀释磷降至13mg/L，出水7.66mg/L，有其它原因致磷下降，即反硝化聚磷菌缺氧条件下，以NO3--N为电子受体氧化胞内贮存生物聚合物，从环境过量吸磷致使缺氧池磷下降[5]；好氧池聚磷菌好氧环境下以O2为电子受体从外界超量吸磷。经计算缺氧池、好氧池除磷量相差不大，该污水厂缺氧、好氧除磷同样重要。

3 结语

(1)对13个月进出水数据统计发现工艺脱氮除磷水平较低。

(2)脱氮水平较低主要是由于混合液回流比较低致使缺氧池前端无充足NO3--N引起的，从控制运行能耗与权衡脱氮效果角度讲，内回流比提高至200%较适宜。

(3)除磷水平较低一是由于进入厌氧池NO3--N对聚磷菌厌氧释磷产生不利影响，二是污泥脱水滤液携带大量磷进入预处理前端，导致厌氧池进水TP上升。

[1]熊建新、王佳伟等，内外回流比对A2/O工艺生物脱氮的影响[J].给水排水，2008.

[2]吴昌永，A2/O工艺脱氮除磷及其优化控制的研究[D].黑龙江哈尔滨工业大学，2010.

[3]薛涛、黄霞，高磷负荷对生物除磷系统的影响[J].清华大学学报(自然科学版)，2007.

[4]蒋轶锋，短程反硝化除磷工艺特征及运行效能研究[D].黑龙江哈尔滨工业大学，2006.

[5]李曈，郝瑞霞等，A/A/O工艺脱氮除磷运行效果分析[J].环境工程学报，2011.