1概述
近年來污水處理的主要工藝已發生變化,從常規二級處理逐漸變為重視脫氮除磷的深度處理上來。但是在實際運行過程中,由于工藝復雜性及參數的變化性,導致常常出水氮磷含量超標,影響著水廠的運行。因此,厘清脫氮除磷工藝的重要參數并加以控制,能夠很好的保證系統的正常運行。
2污水氮含量超標原因及控制方法
2.1氨氮超標
2.1.1污泥負荷與污泥齡
生物硝化屬低負荷工藝,F/M一般在0.05～0.15kgBOD/kgMLVSS?d。負荷越低,硝化進行得越充分,NH3-N向NO3--N轉化的效率就越高。與低負荷相對應,生物硝化系統的SRT一般較長,因為硝化細菌世代周期較長,若生物系統的污泥停留時間過短,污泥濃度較低時,硝化細菌就培養不起來,也就得不到硝化效果。SRT控制在多少,取決于溫度等因素。對于以脫氮為主要目的生物系統,通常SRT可取11～23d。
2.1.2回流比與水力停留時間
生物硝化系統的回流比一般較傳統活性污泥工藝大，主要是因為生物硝化系統的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸鹽，若回流比太小，活性污泥在二沉池的停留時間就較長，容易產生反硝化，導致污泥上浮。通常回流比控制在50～100%。生物硝化曝氣池的水力停留時間也較活性污泥工藝長，至少應在8h以上。這主要是因為硝化速率較有機污染物的去除率低得多，因而需要更長的反應時間。
2.1.3BOD5/TKN
BOD5/TKN越大，活性污泥中硝化細菌所占的比例越小，硝化速率就越小，在同樣運行條件下硝化效率就越低;反之，BOD5/TKN越小，硝化效率越高。很多城市污水處理廠的運行實踐發現，BOD5/TKN值最佳范圍為2～3左右。
2.1.4溶解氧
硝化細菌為專性好氧菌，無氧時即停止生命活動，且硝化細菌的攝氧速率較分解有機物的細菌低得多，如果不保持充足的氧量，硝化細菌將“爭奪”不到所需要的氧。因此，需保持生物池好氧區的溶解氧在2mg/L以上，特殊情況下溶解氧含量還需提高。
2.1.5溫度與pH
硝化細菌對溫度的變化也很敏感，當污水溫度低于15℃時，硝化速率會明顯下降，當污水溫度低于5℃時，其生理活動會完全停止。因此，冬季時污水處理廠特別是北方地區的污水處理廠出水氨氮超標的現象較為明顯。硝化細菌對pH反應很敏感，在pH為8～9的范圍內，其生物活性最強，當pH<6.0或>9.6時，硝化菌的生物活性將受到抑制并趨于停止。因此，應盡量控制生物硝化系統的混合液pH大于7.0。
2.2 總氮超標
2.2.1污泥負荷與污泥齡
由于生物硝化是生物反硝化的前提，只有良好的硝化，才能獲得高效而穩定的的反硝化。因而，脫氮系統也必須采用低負荷或超低負荷，并采用高污泥齡。
2.2.2內、外回流比
生物反硝化系統外回流比較單純生物硝化系統要小些，這主要是入流污水中氮絕大部分已被脫去，二沉池中NO3--N濃度不高。另一方面，反硝化系統污泥沉速較快，在保證要求回流污泥濃度的前提下，可以降低回流比，以便延長污水在曝氣池內的停留時間。運行良好的污水處理廠，外回流比可控制在50%以下。而內回流比一般控制在300～500%之間。
2.2.3缺氧區溶解氧
對反硝化來說，希望DO盡量低，最好是零，這樣反硝化細菌可以“全力”進行反硝化，提高脫氮效率。但從污水處理廠的實際運營情況來看，要把缺氧區的DO控制在0.5mg/L以下，還是有困難的，因此也就影響了生物反硝化的過程，進而影響出水總氮指標。
2.2.4BOD5/TKN
反硝化細菌是在分解有機物的過程中進行反硝化脫氮的，所以進入缺氧區的污水中必須有充足的有機物，才能保證反硝化的順利進行。由于目前許多污水處理廠配套管網建設滯后，進廠BOD5低于設計值，而氮、磷等指標則相當于或高于設計值，使得進水碳源無法滿足反硝化對碳源的需求，也導致了出水總氮超標的情況時有發生。
2.2.5溫度與pH
反硝化細菌對溫度變化雖不如硝化細菌那么敏感，但反硝化效果也會隨溫度變化而變化。溫度越高，反硝化速率越高，在30～35℃時，反硝化速率增至最大。當低于15℃時，反硝化速率將明顯降低，至5℃時，反硝化將趨于停止。反硝化細菌對pH變化不如硝化細菌敏感，在pH為6～9的范圍內，均能進行正常的生理代謝，但生物反硝化的最佳pH范圍為6.5～8.0。
3 污水生物除磷總磷超標原因及對策
3.1 污泥負荷與污泥齡
厭氧-好氧生物除磷工藝是一種高F/M低SRT系統。當F/M較高，SRT較低時，剩余污泥排放量也就較多。因而，在污泥含磷量一定的條件下，除磷量也就越多，除磷效果越好。對于以除磷為主要目的生物系統，通常F/M為0.4～0.7kgBOD5/kgMLSS•d，SRT為較大，選擇價廉，易得的填料也是需要考慮的一個重要因子。
3.2 填料的種類
生物滴濾常用的填料都是一些惰性材料。從天然的卵石、粗碎石、木炭到人工合成的陶粒、陶瓷、聚丙烯小球、塑料、不銹鋼、APC微粒、炭素纖維、海綿等品種繁多。目前應用于生物滴濾塔中的填料主要有以下幾種。
3.2.1 陶粒
陶粒是由人工用粘土燒制而成，其形狀是不規則的球形實體，內部或外部有大量微小的孔隙，其具有較大的比表面積，孔隙率高吸附性大，造價低，但氣阻大，容易形成壁流，填料的中央易產生厭氧區。
3.2.2 拉西環
常用的拉西環為外徑與高度相等的圓環，在強度允許的條件下，壁厚應盡量薄，以提高空隙率及降低堆積密度。為了增加強度可以在環內增加隔板形成θ環和十字格環，其優點是，形狀簡單易成型，但與其它填料相比，氣體阻力大，通量小，溝流、壁流嚴重。
3.2.3 鮑爾環
在普通拉西環側壁上開有兩排方形窗孔，開孔時只斷開四邊形中的三條邊，另一邊保留，使被切開的環壁呈舌狀穹入環內，這些舌片在環中心幾乎對接起來，這樣可以使氣、液進入環內，使氣體阻力大為降低，液體分布可以改善，但與拉西環一樣，具有比表面積小，空隙率低，不易掛膜等缺點。
3.2.4 階梯環
環高是直徑的5/8，且一端向外翻喇叭口，這種填料孔隙率大，而且填料個體之間呈點接觸，可以使液膜不斷更新，具有壓降小，傳質效率高等特點。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。
3.2.5 塑料多孔球形填料
該填料的外部輪廓為球形，由縱橫交錯的幾個大小不等的圓或半圓形成球，中間有填充物，以增加比表面積有利于掛膜，特點是質輕，強度大，不易老化，并且比表面積和空隙率容易協調，水流、氣流通暢。
3.2.6 活性炭
該填料是一種新型開發填料，有巨大的比表面積，對臭氣有很大的吸附量，對微生物也極易固定，但造價昂貴，氣阻大且易發生堵塞。
除上述填料外，還有以固定化生物顆粒作填料作為脫臭填料。也有將粉末活性炭熔到PVA粒子表面，作為生物填充塔的填料，將去除不同臭氣的微生物分到不同的區域，最大限度發揮了每一類群微生物的代謝活動，這一處理系統可以很好的滿足對住宅區內的臭味控制。(中國市政工程西北設計研究院有限公司)
(審核編輯: Doris)
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