污水处理厂设计和运行的精细化问题

我们用这个模型对几个污水处理厂进行了简单的测算，也就会发现回流混合液的溶解氧会导致污水处理厂出现1~5mg/L的硝酸盐氮去除损失量。这个损失量对于部分污水处理厂是巨大的，因为必须投加相应量的碳源，如果能很好的控制溶解氧问题，部分污水处理厂就可以省掉碳源的问题。

那么我们第二步就开始研究怎么样能把这个回流混合液的溶解氧控制下来，或者说怎么让流向二沉池的混合液和回流到缺氧池的混合液分开。我们团队就提出了一个在好氧池末端分割出消氧区的思路，该思路不同于传统的增加池体，而只是在末端设置隔墙，将原有的4Q混合液分开成2个2Q混合液，实际停留时间不变，其中2Q混合液的消氧区中通过搅拌实现消氧，而2Q的好氧区继续保持曝气状态。

这也就相当于是在不影响总体停留时间的情况下实现了回流混合液和二沉池混合液在功能上的有效分离，通过这个消氧区基本上可以将内回流混合液对缺氧池反硝化脱氮的影响降低到最低水平，使整个缺氧池真正实现一个缺氧状态。我们已经利用这个思路对江苏省部分污水处理厂进行了运行优化，效果显著。当然我们最近设计的几个污水处理厂也直接应用了该技术。

很多人会关心，这个消氧池到底需要多长停留时间。那么也给大家共享一下我们的研究结论，按照我们的测试结果，大部分污水处理厂好氧池末端混合液大概15分钟左右就可以从3mg/L降低到0左右。那么也就是说如果是2Q，工程设计停留时间30min左右也就差不多了。关于更进一步的研究内容，大家可以下载我们相关的论文。

今天还要跟大家交流一个化学协同除磷的问题，这个问题也是发表在我们《中国给水排水》2015年10月的期刊上了。我们的研究是起源于我们所承担的一个863污泥磷回收课题，当时我们在太湖流域某化学协同除磷污水处理厂开展污泥系统释磷实验，结果发现我们超量投加了优质碳源，但是磷的浓度却很低，只有酸碱调理的时候才有磷释放。

而同期其他课题组在非化学协同除磷污水处理厂同步进行的试验磷浓度却很高，因此我们觉得化学协同除磷一定程度上影响了我们生物除磷功能。为此，我们首先研究了一下全国有多少污水厂在用到化学除磷药剂，结果发现上千座污水处理厂都在投加除磷药剂，不管是协同除磷还是后置除磷。

那么既然这么多，我们就要研究一下药剂投加量和除磷量的关系，为此我们查阅了相关材料，感觉直接相关的公式并不好用，因此我们根据理论反应公式，试图建立一个两者摩尔当量的计算公式，并利用这个公式对上面提到的近千座化学除磷污水处理厂进行了药剂投加量和除磷量摩尔当量的计算。

计算结果表明，60%以上的化学除磷污水处理厂所投加的化学除磷药剂量超过除磷需要的剂量水平。也就是说化学除磷对生物除磷系统的影响可能是一个需要普遍关注的话题。

那么再回到化学协同除磷的问题，我们需要研究为什么化学协同除磷影响了生物除磷，或者说在二沉池末端投加过量的除磷药剂，到底怎么对生物除磷造成了影响。为此我们又做了一组模拟实验，选择不同污水处理厂，在三个反应器中分别加入“污水原水+二沉污泥”、“优质碳源+二沉污泥”、“磷酸盐+二沉污泥”并测试磷酸盐的变化情况。

第一组数据是我们模拟二沉池污泥与原水混合的磷酸盐测定结果，根据混合液磷酸盐理论加权平均值和实测值的对比结果，化学除磷药剂投加量较大的A、B、C污水厂，基本无明显的厌氧释磷现象，而投加量相对较小的E厂仍具有明显的释磷现象，D厂摩尔当量为月均值，该试验阶段处于过量加药期，不具有代表性。

延伸阅读：

污水处理技术之生物脱氮除磷工艺的新旧演变

再生水深度脱氮除磷方法

围绕脱氮除磷展开的一波知识问答 你了解几个