强化生物脱氮的生活污水处理厂改造工艺研究

环保网讯:在传统生物脱氮除磷工艺基础上，增加污泥膜生物反应器(SMBR)，组成一种强化的生物脱氮工艺。通过对部分二沉池回流污泥进行SMBR延时曝气处理，并在SMBR中营造一个适合硝化细菌生长的环境，再将富集硝化细菌的污泥回流至好氧池内，大量且高活性的硝化菌大幅提升硝化效率，SMBR出水回流至缺氧池内进行反硝化，或用于厂内回用。此种强化生物脱氮工艺，可减少好氧池的水力停留时间，又能提高污水处理厂的脱氮效率，还可减少并稳定二沉池的剩余污泥，适用于新建污水厂，也可用于现有污水处理厂的提标改造。

1背景技术

目前针对污染物种类及排放标准，污水处理厂多采用生物脱氮除磷工艺。经过多年发展已形成诸如A/A/O系列、氧化沟系列及其他工艺。以A/A/O工艺为例，其中的A/A是英文Anaerobic-anoxic的简称，是A/O工艺的改进。污水与回流污泥先进入厌氧池(DO<0.5mg/L)完全混合，经一定时间(1~2h)的厌氧分解后，去除其中的部分BOD，污泥中部分含氮化合物转化成N2(反硝化)而释放出来，回流污泥中的聚磷微生物释放出磷。

然后，混合液流入缺氧池，该池中的反硝化细菌以污水中的含碳有机物为碳源，将好氧池通过内循环回流进来的NO3-还原为N2而释放出来。接着污水流入好氧池，水中的NH3-H进行硝化反应生成NO3-，同时水中有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，经沉淀池分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。

生物脱氮除磷系统中厌氧、缺氧、好氧过程可以在不同的设备中进行，也可以在同一设备的不同部位完成。一般污水处理厂在该种同步脱氮除磷工艺运行时，由于受多种外界因素的影响，尤其冬季低温的影响，脱氮效果较差难以满足当前日益提高的排放标准。

2工艺研究

在原有生物脱氮除磷水处理工艺中新增了一套污泥膜生物反应器(SMBR)，通过SMBR对部分二沉池的回流活性污泥进行延时曝气，并投加部分高氨氮的污泥浓缩池上清液作为营养，使SMBR中硝化细菌占优势地位，再将富含硝化细菌的污泥回流至好氧池，增强硝化效果，硝化液回流至缺氧区或厂内进行回用。

如图1所示，在传统生物脱氮除磷系统(以A2/O工艺为例)中增加一套污泥膜生物反应器(SMBR)，通过SMBR对部分二沉池的回流活性污泥进行延时曝气，并投加部分高氨氮的污泥浓缩池上清液作为营养，创造一个适于硝化细菌生长的环境，使SMBR中硝化细菌占优势地位，再将富含硝化细菌的污泥回流至好氧池增强硝化效果，硝化液回流至缺氧区或厂内进行回用。

3工艺优势分析

1)SMBR中的纯好氧环境，较高的溶解氧促进硝化细菌的生长。

2)SMBR的污泥截留作用，使水力停留时间(HRT)和污泥停留时间(SRT)彻底分开，保证足够长SRT，有利于硝化细菌的截留。

3)采用污泥浓缩池上清液作为营养源，利用其氨氮底物浓度高，促进硝化细菌生长。

4)SMBR较长的SRT，污泥处于内源呼吸状态，低COD负荷，高氨氮状态下促进硝化细菌生长。

5)内源呼吸为放热反应，有利于维持SMBR较高的反应温度，有利于硝化细菌的生长。

6)新增的硝化污泥回流至好氧池，使扩培的硝化污泥始终处于好氧环境下，有利于专性好氧的硝化细菌生长。

7)本技术的硝化细菌源于生化系统本身，并随水质及环境的变化而变化，其菌种对水质的适应性好。

8)SMBR的硝化细菌附着于活性污泥上，回流至好氧池中与池中的活性污泥相容性好，硝化细菌不易流失。而某些单纯投加硝化细菌的技术，由于硝化菌缺乏附着的载体，流失严重，须不断投加。

9)SMBR系统与主体生化系统相对独立，其耐冲击性及冲击后的恢复能力较强，可提升脱氮系统整体的稳定性。

10)由于硝化效率的提升，可缩短好氧池停留时间，对于新建项目可减少工程建设投资，对改造项目可提标或增容。

11)污泥内源呼吸，剩余污泥量减少，减少污泥处理系统的成本;膜生物反应器一般多用于污水处理末端，提高出水各项水质，将膜生物反应器作为一种连续培养硝化细菌的模块，可以大大提高传统生物脱氮工艺中的脱氮效率，并可以一定程度上减少污泥产量。

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