污水处理厂碳源投加对除磷脱氮效果的研究

某镇级污水厂AAO-MBR工艺运行的综合分析摘要汕头市某镇级污水厂设计规模为3万吨/日，采用AAO-MBR工艺，出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级A标准。

在对该厂2020年的运营数据进行综合分析，AAO-MBR工艺能高效降解有机污染物，在投加碳源及化学除磷药剂的情况下，能稳定进行脱氮除磷至达标。

工艺运行分析包括了实际运行中进出水的各项水质浓度、有机物的去除、生物脱氮、总磷及悬浮物的去除和主要经济指标（电耗、产泥量、药耗）。

关键词镇级污水处理厂 AAO-MBR工艺有机物去除脱氮除磷经济指标综合分析AAO-MBR工艺是以AAO工艺为处理核心，以MBR膜过滤形式代替传统二沉池重力沉降形式进行泥水分离的工艺。

相比较于传统活性污泥工艺，AAO-MBR工艺可以进行脱氮除磷，减少泥水分离构筑物的占地面积甚至是缩减部分深度处理单元，可以达到更高的排放标准需求。

目前，大部分地方政府要求城镇污水厂执行越来越严格的排放标准，而因地方污水管网建设的滞后以及地区雨污分流工作的不彻底不完善等等原因导致的污水厂进水浓度达不到设计要求或碳氮比不合理等现实情况严重制约了污水厂的正常运行及出水达标排放。

例如当地要求出水执行城镇污水厂污染物排放标准一级A或者更严格的地表水V 类标准时，通常来讲MBR工艺以膜池及附属设备间可替代传统的二沉池+污泥回流泵房+高效沉淀池+精细滤池等这几项主要构筑物，且可以达到同样严格的出水水质标准。

但是MBR工艺也有其相应缺点，包括了运行能耗较高；抗冲击效果不如上述分段深度处理单元；工艺固有缺陷对脱氮除磷有一定影响等等。

基于此，以广东汕头某镇级AAO-MBR工艺的污水厂为研究对象，通过综合分析，希望能对此类工艺污水厂提供工艺运行优化改进和类似项目工艺选型提供参考依据。

一、项目情况广东省汕头市某镇级污水处理厂为AAO-MBR工艺，设计规模为3万吨/日，主要工艺流程为：粗格栅、提升泵房、细格栅、旋流沉砂池、膜格栅、AAO生化池、MBR膜池、接触消毒池。

A2O工艺脱氮与除磷矛盾A2O法又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。

在传统A2O工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程，就会发生各种矛盾冲突，比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧（DO）残余干扰等。

一、传统A2O工艺存在的矛盾1、污泥龄矛盾传统A2/O工艺属于单泥系统，聚磷菌（PAOs）、反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生长于同一系统中，而各类微生物实现其功能最大化所需的泥龄不同：1）自养硝化菌与普通异养好氧菌和反硝化菌相比，硝化菌的世代周期较长，欲使其成为优势菌群，需控制系统在长泥龄状态下运行。

冬季系统具有良好硝化效果时的污泥龄（SRT）需控制在30d以上；即使夏季，若SRT＜5 d，系统的硝化效果将显得极其微弱。

2）PAOs属短世代周期微生物，甚至其最大世代周期（Gmax）都小于硝化菌的最小世代周期（Gmin）。

从生物除磷角度分析富磷污泥的排放是实现系统磷减量化的唯一渠道。

若排泥不及时，一方面会因PAOs的内源呼吸使胞内糖原消耗殆尽，进而影响厌氧区乙酸盐的吸收及聚-β-羟基烷酸（PHAs）的贮存，系统除磷率下降，严重时甚至造成富磷污泥磷的二次释放；另一方面，SRT也影响到系统内PAOs和聚糖菌（GAOs）的优势生长。

在30℃的长泥龄（SRT≈10d）厌氧环境中，GAOs对乙酸盐的吸收速率高于PAOs，使其在系统中占主导地位，影响PAOs释磷行为的充分发挥。

2、碳源竞争及硝酸盐和DO残余干扰在传统A2/O脱氮除磷系统中，碳源主要消耗于释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面，其中释磷和反硝化速率与进水碳源中易降解部分的含量有很大关系。

一般而言，要同时完成脱氮和除磷两个过程，进水的碳氮比（BOD5 /ρ(TN)）＞4～5，碳磷比（BOD5/ρ(TP)）＞20～30。

污水处理厂CAST工艺的研究【摘要】本文介绍了广东省某县城区生活污水处理厂运行周期的选择，溶解氧、污泥浓度、泥龄以及排水比等主要参数的确定方法。

同时对cast工艺除磷脱氮的原理进行了阐述，重点分析了该工艺运行中出现的一些问题以及解决的办法。

【关键词】 cast工艺除磷脱氮变周期运行排水比前言广东省某县城区生活污水处理厂其占地面积2万多平方米，纳污范围为约20.3平方公里。

日前，该污水处理厂已全面投入使用。

厂区各个污水处理工艺池管理实现中控系统实时监视和电脑全自动控制，出水口安装24小时在线自动监测设施，确保污水处理稳定达标。

每天可处理2.5万吨污水，基本能满足县城污水处理需求，也为该县污染减排起到积极作用。

1 工艺流程cast工艺，在全国同工艺污水处理厂中规模较大，运用较为广泛，具有一定的代表性。

下图1为该厂污水处理工艺流程图。

2 工艺参数确定2.1 溶解氧的控制cast生物池一个处理周期主要由静态注人、好氧注入、曝气、沉淀、撇水这几个阶段组成。

污水处理厂鼓风机的启动与溶解氧数值联动，并且可以在曝气的不同时间段对溶解氧数值进行设定，设定分为最大值及最小值。

当生物池中do值大于设定最大值后，变频风机首先降低频率运行，如do值继续升高，将减少鼓风机运行台数；当do值低于最小设定值以后，将增加鼓风机运行台数，整个过程全部由plc 自动控制。

可以分别对好氧注人、曝气阶段人工设定不同的溶解氧数值，以便于工艺调节。

按照传统理论曝气溶解氧应该控制在2～3mgl。

考虑到鼓风机与do值联动后，鼓风机的反应存在一定的滞后性，将曝气do值设定设定在2.2m g/l，这样实际运行下来的效果曝气阶段平均do值在2.4左右，既满足了曝气溶解氧的需要，同时也避免了曝气量的浪费。

2.2 周期的选择为了能够达到最佳的去除率，对不同周期的工况进行试验。

在控制mlss为40mg/l左右的情况下，分别选择4h、5h、6h三种周期的工况进行实验，三种工况的具体参数如表3。

利用活性污泥水解发酵补充碳源优化脱氮除磷刘智晓1，季民2，郝赟3，孟轶1，G．Petersen4（1．首创爱华＜天津＞市政环境工程有限公司，天津300191；2．天津大学环境科学与工程学院，天津300072；3．天津港保税区水处理新技术产业化基地，天津300191；4．EnviDan A /S ，Denmark ）摘要：进水碳源匮乏是我国污水厂普遍面临的棘手问题，尤其是进水中可快速降解有机物（rbCOD ）或短链脂肪酸（SCVFAs ）不足，往往导致生物系统脱氮除磷效率低下和出水水质不稳定。

近些年快速发展的活性污泥水解技术实现了污水厂“内碳源”的可持续利用，采用侧流活性污泥水解（SSH 工艺）或者混合液在线水解（UMIF ）工艺，使活性污泥在厌氧或缺氧环境下进行水解发酵产生rbCOD 或SCVFAs ，发酵产物再补充到污水厂进水进而实现无外加商业碳源情况下的强化脱氮除磷。

结合工程实例，介绍了活性污泥水解技术在工艺选择、运行特性及影响因素、水解潜力及水解产物等方面的热点问题，以期为国内在开发活性污泥可持续性利用技术方面提供借鉴。

关键词：活性污泥水解；混合液发酵；挥发性脂肪酸；强化脱氮除磷；低进水浓度中图分类号：X703文献标识码：B文章编号：1000－4602（2013）04－0012－05Application of Activated Sludge Hydrolysis and Fermentation to Supplementof Carbon Source for Optimized Nutrient RemovalLIU Zhi-xiao 1，JI Min 2，HAO Yun 3，MENG Yi 1，G．Petersen 4（1．Capital Aihua Tianjin Municipal and Environmental Engineering Co．Ltd．，Tianjin 300191，China ；2．School of Environmental Science and Engineering ，Tianjin University ，Tianjin 300072，China ；3．Industrialization Center for Water Technology Development of Tianjin Port Free Trade Zone ，Tianjin 300191，China ；4．EnviDan A /S ，Denmark ）Abstract ：Lack of influent carbon source is an intractable problem faced by wastewater treatmentplants in China．Especially ，shortage of readily biodegradable COD （rbCOD ）and short-chain volatile fatty acids （SCVFAs ）in the influent often results in low efficiency of nitrogen and phosphorus removal and instability of the effluent．Sustainable utilization of internal carbon source has been achieved with rapid development of activated sludge hydrolysis technology in recent years．The rbCOD and SCVFAs could be produced by the activated sludge hydrolysis and fermentation under anaerobic or anoxic condition with side-stream activated sludge hydrolysis （SSH ）process or un-mixed in-line fermenter （UMIF ）process．The enhanced nitrogen and phosphorus removal could be achieved by adding fermentation prod-uct to the influent and without adding commercial carbon source．The process selection ，operation charac-teristics ，influencing factors ，hydrolysis potential and products were introduced with two typical cases to provide a reference for developing sustainable utilization technologies of activated sludge in China．Key words ：activated sludge hydrolysis ；mixed liquor fermentation ；VFA ；enhanced nitro-gen and phosphorus removal ；low influent concentration第29卷第4期2013年2月中国给水排水CHINA WATER ＆WASTEWATER Vol．29No．4Feb．2013强化污水厂的脱氮除磷，执行更为严格的排放标准，甚至在局部敏感区域采用深度脱氮除磷技术，是未来我国改善水体环境的必然选择。

污水处理新型除磷工艺研究进展摘要：本文通过文献综述的方法总结了国内外城市污水处理除磷工艺的两类主要方法，生物除磷和化学沉淀法除磷是应用最广泛的除磷方法，在此基础上衍生出了多种新型的工艺技术，通过对比了常见除磷方法的优缺点、常见生物和化学除磷工艺、新型生物除磷工艺，总结出强化生物除磷（EBPR）是最有潜力的除磷方法。

此外，从PAO/GAO的角度探讨了其对EBPR系统的影响。

关键词：强化生物除磷；聚磷菌；聚糖菌；生物除磷引言：近年来，随着我国经济的快速发展，城市化和工业化的发展进程不断加快，大量未经处理的污水直接排入到水体，使得水体中的污染物含量不断增加。

污染物中氮、磷含量的增加使水体中的藻类和其他浮游生物大量繁殖，导致了水体富营养化，不仅威胁到了水生动物的生存环境，也威胁到了人类身体健康。

磷在水体中的存在形态根据物理特性分为溶解态和颗粒形态，根据化学特性可以分为正磷酸盐、聚合磷和有机磷酸盐，磷酸盐被认为是导致淡水富营养化的关键性因素。

磷还是一种不可再生资源，因此，污水中磷的去除和回收对可持续发展至关重要，从废水中回收磷也是解决磷污染问题的方法之一[1]。

现有除磷技术包括生物除磷、化学沉淀、离子交换、电化学吸附和膜过滤法等，应用最广泛的是生物除磷法和化学沉淀法除磷，两种技术相对较成熟，衍生了许多新型工艺。

1传统除磷方法1.1生物除磷生物除磷所用到的微生物为聚磷菌(PAOs)，聚磷菌在厌氧和好氧环境中表现出不同生物活性，在厌氧环境下，聚磷菌将吸收的物质转化为PHAs储存在体内，同时释放正磷酸盐，完成厌氧释磷过程[2]。

在好氧环境中，聚磷菌过量吸收废水中的磷贮存在体内，最终通过排放富磷污泥来达到除磷的目的。

生物除磷相比于其他物理、化学方法会对环境更加友好，不会产生多余的产物。

目前研究者已经从活性污泥中分离出60多种PAOs，大型的污水处理厂中普遍存在的主要聚磷菌有Tetrasphaera和聚磷假丝酵母菌（Acumulibacter），二者具有协同作用。

市政污⽔碳源的选择及投加量多少碳源的使⽤量计算⽅法为什么污⽔中要投加碳源？⼀切能满⾜微⽣物⽣长繁殖所需碳元素来源的营养物,称为碳源。

微⽣物细胞含碳量约占⼲重的50%,故除⽔分外,碳源是需要量最⼤的营养物,⼜称⼤量营养物。

若把所有微⽣物当作⼀整体来考察,其可利⽤的碳源范围即碳源谱是极其⼴泛的。

微⽣物的碳源谱虽⼴,但异养微⽣物在元素⽔平上的最适碳源则是“C·H·O”型。

具体地说,“C·H·O”型中的糖类是最⼴泛利⽤的碳源,其次是有机酸类、醇类和脂类等。

碳源物质在细胞内经过⼀系列复杂的化学变化,成为微⽣物⾃⾝的细胞物质 (如糖类、脂类、蛋⽩质等) 和代谢产物。

同时,⼤部分碳源物质在细胞内⽣化反应过程中还能为机体提供维持⽣命活动所需的能源。

因此,碳源物质通常也是能源物质。

国内污⽔⼚进⽔COD值、BOD值普遍偏低，反硝化过程中常需要添加碳源，外加碳源是C/N较低(COD/总氮)的污⽔⽣化处理中必不可少的过程，碳源含量会制约着异养反硝化去除总氮的效率和作⽤。

脱氮除磷技术的关键⾃然少不了碳源！污⽔处理⼚常⽤的外加碳源有甲醇、⼄酸钠和葡萄糖等。

甲醇由于其分⼦⼩易被微⽣物代谢，反硝化速率⾼是⾮常理想的碳源，但是因其⾼毒性、易燃易爆、运输安全及成本等问题限制了其⼴泛应⽤。

醋酸钠作为碳源，反硝化速率较快，⽬前市场使⽤最为⼴泛，但成本⾼仍是其限制条件。

葡萄糖作为碳源，反硝化速率相对⼄酸钠和甲醇较慢，但其COD有效值⾼，仍作为重要的碳源在普遍使⽤，其处理成本⽐⼄酸钠略低。

元杰净⽔参考⽤量如下：1kg葡萄糖对应1.1kg的COD,⽽1kg醋酸钠则只有0.5左右的COD,假如C/N值较低推荐使⽤葡萄糖碳源为好。

影响⼯业葡萄糖使⽤效果的因素：1、温度：温度是影响⼯业葡萄糖使⽤的重要因素。

⽣化处置的温度规模在10～40，较好温度在20～30。

任何微⽣物只能在必定温度规模内⽣计，在适合的温度规模内可很多成长繁衍。