污水厂一级A稳定达标的工艺分析与建议-北极星水处理网

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在GB 18918-2002的制订过程中，设立“一级标准A标准”的初衷是，在国家相关再生水水质标准未出台之前，作为再生水水质的过渡性标准与参考基准。某种意义上说，一级A标准的初衷不是作为排放标准，而是再生水水质的基本要求。因此，可以认为，城镇污水处理厂出水一级A达标的工艺流程实际上相当于城镇污水再生处理工艺流程，是污水二级强化处理、三级处理、高级处理和消毒的不同组合与集成。污水二级强化处理是一级A稳定达标的关键工艺单元，其选取既要考虑二级处理出水中的主要水质指标(TN、NH3-N、COD、TP)能否达到一级A排放标准，更要考虑后续深度处理对前处理工艺的要求，前处理和后处理工艺能够相互补充以增强整个工艺流程的总体效能。

1 一级A稳定达标的主要工艺单元考虑

从技术可行性和经济合理性角度考虑，有机物(COD、BOD5)和氮、磷的达标去除应尽量在污水二级生物处理工艺单元中完成，特别是TN和NH3-N的去除。二级(强化)处理应确保有机物、悬浮固体和氮磷营养物有足够高的去除率，一般采用生物除磷和生物硝化/反硝化方法，必要时增加化学协同除磷。特殊(微量)污染物和有毒有害物质应尽量在工业企业源头加以控制，必要时在深度处理工艺流程中设置针对特定水质指标的处理单元。表1汇总了城镇污水处理厂一级A稳定达标处理中可供选择采用的代表性工艺操作单元。

二级(强化)处理之后的深度处理应以过滤工艺为核心单元、混凝沉淀为强化手段，起到高效去除悬浮固体和胶体物质的作用，降低处理水的浊度和消除病原体，必要时通过调整混凝剂优选和剂量同步完成化学除磷。高级处理是达标深度处理的选用单元，通过物理、化学或生物方法更充分地去除水中某些特定的成分，例如反硝化滤池去除硝态氮，活性炭吸附和臭氧化去除难生物降解有机物及脱色、反渗透法去除溶解性固体。消毒处理是达标的必备单元，也是深度处理流程的最后一个单元，其功能是利用物理、化学或生物的方法去除和灭活水中的各种病原体。

2 一级A稳定达标的工艺单元选择

针对太湖流域城镇污水处理厂的除磷脱氮改造需求，结合代表性城镇污水的水质特点和水质处理要求，以表1所列出的工艺单元为基础，按图1所示的工艺选择过程组合出适合该区域城镇污水处理厂出水一级A稳定达标的基本工艺流程及变化方式。

在城镇污水一级A稳定达标处理工艺流程中，粗格栅、细格栅、提升泵站和沉砂池是必备的前处理工艺单元，二级生物处理采用膜生物反应器(MBR)时，还需要在前端设置超细格栅(1mm间距)。除非进水悬浮物浓度很低或进水SS/BOD5比值较低，否则，常规初沉池或高负荷沉淀池应该成为必选工艺单元，以尽量去除进水中的无机悬浮固体。后续生物处理单元存在碳源不足时，可考虑初沉污泥的产酸发酵以补充优质碳源，或者部分时段超越初沉池直接进入生物处理池。

二级生物处理工艺的选择是一级A稳定达标的最重要环节，特别是TN和NH3-N的稳定达标去除，对于氮磷去除，建议采用回流污泥反硝化生物除磷脱氮(改良A2/O)及其变型工艺作为基本工艺流程，目前已经得到较为广泛的工程应用。可采取的主要工艺控制及改进措施为：

(1)污水生物处理系统采用15d以上的设计泥龄，考虑进水水质水量的变动和运行操作的调节能力限制，实际运行过程中应尽量控制在12～20d的范围内，以保障冬季低水温(例如10℃)条件下生物处理池有足够数量的硝化菌与硝化能力。

(2)可采用环形沟道生物反应池(氧化沟)池型构造，较高倍率的循环流量形成快速混合作用，加上多个沟道的串联，可以明显减小进水水质水量的时变化峰值系数(由3～10倍降低到1.5倍左右)，相应降低出水NH3-N浓度的波动，有效发挥硝化菌的作用，有利于NH3-N稳定达标。

(3)进水水质水量的波动和碳氮比偏低是影响TN稳定达标的最主要因素，进水水质水量的波动通过沟道串联布置来缓解，碳源不足可通过初沉污泥发酵进行一定程度的补充;必要时，补充外部碳源(例如甲醇、醋酸钠、醋酸等)强化生物反硝化效果。

(4)强化前端预处理以去除尽量多的进水无机悬浮固体，降低活性污泥的惰性组分含量，以提高生物池的反硝化速率，缩短反硝化所需时间或提高反硝化总量;部分沟(渠)道可按亏氧方式运行，促进同时硝化反硝化及部分短程硝化反硝化的实现，提高碳源利用效率和TN去除总量。

(5)冬季低温到来之前，在秋季提前逐步提高整个污水生物处理系统的活性污泥总量，增加实际运行泥龄，系统中累积硝化菌和反硝化菌的总量，以改进和保障冬季的硝化和反硝化效果。

在二级处理出水TN和NH3-N稳定达到一级A排放标准的情况下，可采用直接过滤或者混凝过滤的工艺单元进一步降低出水的COD、BOD5、SS和TP浓度，使其稳定达标。化学混凝有助于强化COD、BOD5、SS和TP的去除以及后续过滤单元的稳定运行。过滤方式可以有多种选择，包括砂滤池、机械过滤器和膜过滤系统，主要取决于出水水质的具体要求和达标考核方式、处理出水的出路与用途、工程造价和运行成本、操作管理与运行调整难易等方面。

在二级处理出水TN和NH3-N不能稳定达到一级A标准的情况下，需要采用反硝化滤池和曝气生物滤池系统，将TN和NH3-N的进一步稳定去除与过滤处理相结合，但这种方式的出水浊度和SS含量要高于砂滤、机械过滤和膜滤，另外，反硝化滤池需要投加外部碳源(甲醇)，去除1mg/L硝态氮一般需要投加3mg/L甲醇。

采用膜生物反应器(MBR)时，生物处理与膜滤结合为一体，占地面积较小，出水感官指标好，适合处理出水的直接再利用，但运行成本和工程投资高，曝气能耗会有明显的升高。

延伸阅读：

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原标题：城镇污水处理厂一级A稳定达标的工艺流程分析与建议

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