城市污水处理厂脱氮工艺提标改造技术分析

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【内容摘要】近年来，随着环境污染的日益严重，污水处理要求与排放标准越来越高，不少污水处理厂已经不能达到排放标准的要求，必须进行提标改造。本文就城市污水处理厂脱氮工艺提标改造技术进行了探讨，对污水处理厂提标改造实践有一定参考价值。

【关键词】污水处理 脱氮工艺 提标改造 技术分析

中图分类号：U664.9+2 文献标识码：A 文章编号：

1 引言

城市污水处理是为了改变污水性质，降低或避免城市污水排放对环境水域产生危害。城市污水的主要污染物为易降解有机物，其水质、水量与城市发展状况、人民生活水平、城市地理位置等有关。城市污水处理工艺有物理工艺、化学工艺、物理化学工艺、生物处理工艺等多种，一般分为三级，目前我国城市污水处理多以一级处理为预处理、二级处理为主体，三级处理较少使用，具体处理工艺需要根据城市环境质量、污水水质、可利用技术、经济状况、城市管理运行需求等方面来综合确定。我国城市污水处理起步相对较晚，虽然近年来城市污水处理建设有了较大的发展，但同发达国家相比我国城市污水处理建设还相对滞后。而既便是现有的城市污水处理厂，在污水处理要求与排放标准的提高后，很多污水处理厂已经达不到排放标准，必须进行提标改造，尤其是涉及重点流域、湖泊等封闭或半封闭水域的污水厂更是如此。但是，在城市污水处理厂提标改造中，却遇到了很多技术问题，为此本文针对城市污水处理厂脱氮工艺提标改造技术进行了探讨，供各地污水处理厂提标改造实践参考。

2 城市污水处理厂排放标准

在国家环境保护总局的《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-002）中，对城镇污水处理厂出水标准进行了规定，该标准根据城镇污水处理厂排入地表水域环境功能和保护目标，以及污水处理厂的处理工艺，将基本控制项目的常规污染物标准值分为一级标准、二级标准、三级标准，其中一级标准又分为A标准和B标准，一类重金属污染物和选择控制项目则不分级。一级标准A标准是城镇污水处理厂出水作为回用水的基本要求，在引出水引起入稀释能力较小的河湖作为城镇景观用水和一般回用水等用途时，以及排入国家和省确定的重点流域及湖泊、水库等封闭或半封闭水域时，执行一级标准A标准；在排出地表水Ⅲ类功能水域、海水二类功能水域时执行一级标准B标准；在排入地表水Ⅳ、Ⅴ类功能水域或海水三、四类功能海域时执行二级标准。一级A标准COD为50、BOD5为10、SS为10、总氮为15、氨氮为5、P为0.5；一级B标准COD为60、BOD5为20、SS为20、总氮为20、氨氮为8、P为1；二级标准COD为100、BOD5为30、SS为30、氨氮为25、P为3；三级标准COD为120、BOD5为60、SS为50、P为5。

3 城市污水处理厂进水水质和出水水质分析

随着我国城市经济的发展，目前我国大多数大中型城市污水处理厂进水水质都有所恶化，生活污水为主的城市其进水COD一般在300左右，BOD5一般在200左右，总氮一般在50左右；工业相对发达的城市，由于工业废水所占比例较高，城市污水处理厂进水成分较为复杂且波动较大，BOD5可高达800以上，COD最高可达2000以上，SS最高甚至超过3000，总氮可达200，P值可高达到60以上。从进水水质来看，多数城市B/N比值偏低，部分城市虽然B/N值相对较高，但SS/BOD5比值也较高，且水质水量波动较大现象极为明显。此外，城市污水处理厂进水TN可氨化成分较低，碳源不足现象较为突出。在出水方面，由于系统设计、处理工艺、管理措施、收集系统、进水水质波动等多方面的原因，不少城市污水处理厂出水只能部分指标部分时段达到排放标准，部分指标不能稳定达到排放标准，尤其是NH3、-N、TN等指标，几乎成为我国城市污水处理厂普遍存在的问题。

4 城市污水处理厂脱氮工艺提标改造分析

4.1 脱氮工艺提标改造目标

对城市污水处理厂进行脱氮工艺提标改造，其根本目标是为了使污水处理厂出水中TN浓渡达到排放标准。根据《城镇污水处理厂污染物排放标准》规定，一级标准A标准TN为15mg/L、一级标准B标准为20mg/L，不同的污水处理厂应当根据自身的实际要求，从工艺设计、控制优化等方面入手，增加污水处理措施，以保证出水TN稳定达标，直接达到排放标准的要求。而实际上，要保证TN的稳定达标是多数城市污水处理厂面临的一个难题，通常需要采取强化处理措施、增加处理构筑物等方法，来加强对TN的处理，以保证出水TN稳定达标。

4.2 脱氮工艺提标改造技术路线

在进行城市污水处理厂脱氮工艺提标改造前，应当先对处理厂实际情况进行调查分析，包括进水水量、进水水质、处理工艺、出水水质、运行模式、偏差原因、已建处理构筑物等，以此为基础分析出水TN不达标的原因，有针对性的采取措施提标改造。脱氮提标改造措施有很多，包括强化预处理和生物处理、增设曝气生物滤池、增设反硝化滤池、添加碳源等。在确定采用什么样的提标改造措施时，要分析影响出水TN不达标的主要因素，如果进水碳源偏低除了强化生物处理脱氮，提高反硝化效率外，还应当添加外部碳源，如果进水水质水量波动较大需要灵活调整运行模式和运行参数，如果存在氨氮与TN的冲击波动需要采取措施加强进水源头控制。由于冬季寒冷气候条件下，生物脱氮硝化和反硝化反应将会受到影响，需要在冬季来临问及此事提高污水处理系统中活性污泥的总量以提高硝化和反硝化效果。

4.3 生物脱氮提标改造

生物脱氮提标改造是采取处理工艺和技术方法进一步提高生物脱氮效果，以尽可能的脱氮，生物脱氮提标改造最为简单和有效的方法是扩大生物池容量。扩大生物池容量一方面可以扩建生物池以减少原有生物池脱氮负荷，另一方面可以减少进厂水量降低生物池脱氮负荷。除了增加生物池容量外，还可以通过优化系统运行方式，调整生物池功能以提高脱氮能力，如适当调整生物池污泥回流比和混合液回流比，以提高生物池的微生物浓度增强脱氮效果，或者调整沉淀和滗水时间以提高池容利用率增强脱氮效果等等。如果采取生物池强化措施后出水TN还不能达标，还需要增加生物滤池、反硝化滤池等进行深度处理，并在必要情况下增加外加碳源，如甲醇、乙酸盐等以确保氨氮、TN稳定达标。

4.4 其它强化脱氮提标改造

如果单纯的生物池扩容、强化还达不到出水TN标准的要求，还需要采取其它提标改造措施。如采用MBR工艺，将生物处理与膜滤结合，设置相应的曝气膜擦洗及化学清洗设施，但这类脱氮提标改造投资较大，运行费用也较高。也可以将硅藻精土同生物池处理相结合，利用硅藻精土的吸附、过滤作用与生物池微生物协同提高脱氮效率。还可利用粉末活性炭的吸附能力同生物池处理相结合，降低生物池氮负荷，提高脱氮效果。

【参考文献】

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