污水處理升級改造的5個關鍵問題分析（二）

二、生物處理工藝選型

生物處理工藝的選型是一件很復雜的事情，涉及的面很廣，這里僅對目前常見的做法做一些探討。

A2O是常用的工藝，受制于實際內回流比的影響，即使在碳源充足的情況下，A2O工藝的脫氮率高一般就在百分之七十左右。所以如果進水TN小于50mg/L，出水TN達到15mg/L是可以的，但要求達到10mg/L以下是非常困難的。這是一個大型A2O工藝的污水處理廠進出水TN曲線圖，這個廠的進水碳源很充足，脫氮率一般就在百分之七十左右。

這些年另外常見的一種工藝是多級AO工藝，多級AO工藝實際上是早期多點進水(Step-feed)工藝的改進，多點進水工藝是1935年RidGould提出，并應用在紐約的一座污水處理廠，這種工藝的本質目的是為了降低曝氣池前后廊道供氧差異、降低峰值水量的沖擊，通過不同進水點流量的分配，在生物池從前到后的廊道上形成由高到低的污泥濃度梯度，降低進入二沉池的入流固體通量，從而避免在雨季期間大量污泥的流失。多級AO工藝的本意也是如此，它并不能顯著提高脫氮率，因為在實際工程中不可能設置無限多的進水點，一般常用的是3級或4級。

這是一座改造為多級AO工藝的污水廠，改造時將曝氣池前面的一部分曝氣頭拆掉，用粗孔曝氣的方式進行缺氧攪拌，當然是安裝攪拌器進行攪拌。為了獲得較高的脫氮效果，實際上Bardenpho工藝是很好的方法，出水總氮達到3-10mg/L之間是沒有問題，但中國很多污水處理廠缺乏碳源，所以需要投加外部投加碳源，一般來說較常見的外加碳源是乙酸鈉，其反硝化速率較快，所需的第 二缺氧池容也相對較小。

下面這個圖是山東某污水處理廠的Bardenpho工藝實際出水水質，該廠的進水COD約200mg/L、進水TN約35mg/L，通過在Bardenpho工藝中投加乙酸鈉后，出水TN可以低于5mg/L。

另外一種改造模式是A2O+反硝化濾池，反硝化濾池雖然有很高的脫氮率，但做的好的反硝化濾池投資還是比對活性污泥工藝改進的投入要高，另外反硝化濾池需要在二沉池之后專門設置水泵的再次提升以滿足水頭的需要，而一些上向流的反硝化濾池在實際運行中堵塞的現象比較明顯，這些都是需要考慮的地方。

現在還比較常見的一種改造形式是在生物池中投加填料，一般我們稱之為IFAS工藝，曝氣池中既有活性污泥也有附著在填料之上的生物膜，當然也有回流污泥。而MBBR是沒有污泥回流，生物池中以附著在填料上的生物膜生長為主，懸浮的MLSS很低。我們應該明確區分這兩種工藝。IFAS或MBBR工藝主要是用于在占地面積較小或水溫較低的情況下，在不顯著增加池容的情況下實現穩定的硝化效果。

IFAS工藝有固定式填料和移動式填料，兩種形式各有利弊，固定式填料改造起來相對簡單，有的以框架的形式直接放在曝氣池中，其他需要考慮的環節較少，但固定式填料容易滋生蠕蟲，需要定期采取措施清除。下面這個圖是北京某污水處理廠采用的固定式填料的IFAS工藝，改造后的效果很好。

移動式填料IFAS工藝的優點是填料的比表面積大，但設計不當會出現很多問題，比如填料流失、填料堵塞篩網、填料在池內角落堆積、曝氣設置的問題等等，這些方面涉及很多工程細節，主要是生物池水力流態方面的問題，需要格外注意。

三、生化池優化設計

很多污水處理廠到了冬春季節，曝氣池上都會產生大量的浮泥泡沫，嚴重的污水處理廠二沉池上全是浮泥，有的甚至大量翻泥，引起出水水質的嚴重超標，連現在的標準都達不到，就更不要說新的標準了。這種現象并非個別，在全國各地實際上是一種長期、普遍的現象，各地的污水處理運行同行深有感受。

很多年來我們一直對各地的這種現象進行分析和調查，實際上這種現象與污泥膨脹、低溫有密切的關系，這些調查包括微生物方面的鑒定與水質方面的分析。我們發現在很多污水廠冬季出現的這種現象是MicrothrixParvicella(微絲菌)這種絲狀菌的過度繁殖造成的，這種微生物在泥齡較長、生物脫氮除磷工藝、水溫低于15度的環境中容易大量出現，這種情況和歐洲的很多污水廠類似。

而且微絲菌在泡沫中豐度遠遠比在混合液中的要高，一種務實的方法是選擇性地將這些微生物排除出系統，排除的速率要比它的生長速率高，這樣才能解決問題。所以需要對生物池進行優化的設計以控制這種現象的發生，首先需要在曝氣池出口處進行擋板的設置，不能讓大量泡沫進入二沉池，其次是需要在曝氣池廊道的轉彎處形成自由移動的表面，廊道的轉彎開口不能只在水下，改造前后的效果很明顯。