編者按：由中國(guó)水網(wǎng)和清華大學(xué)聯(lián)合主辦的“2009水業(yè)高級(jí)技術(shù)論壇”已經(jīng)圓滿落下帷幕，本次論壇匯聚了政策、供水、污泥、污水、膜技術(shù)、節(jié)能減排、新技術(shù)七個(gè)單元的政府官員、權(quán)威專家、地方先進(jìn)代表等，在論壇會(huì)刊征文中，也獲得了全國(guó)各地?zé)o數(shù)從事水處理行業(yè)技術(shù)人士的關(guān)注和支持，中國(guó)水網(wǎng)記者現(xiàn)將本次論文征集的一等獎(jiǎng)文章部分整理如下，供廣大網(wǎng)友共同學(xué)習(xí)。

CAST工藝是一種先進(jìn)的污水處理工藝，在城市污水處理中得到廣泛利用，其前端設(shè)置生物選擇器。運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)DO控制使污水經(jīng)過(guò)一個(gè)厭氧—缺氧—好氧—缺氧—厭氧的處理過(guò)程，因此CAST工藝具有一定的脫氮除磷效果。但在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，存在NH3-N不能穩(wěn)定達(dá)標(biāo)、脫氮和除磷在工藝上要求不同，很難同時(shí)達(dá)到理想的去除效果等問(wèn)題。自從2007年太湖流域藍(lán)藻事件以來(lái)，國(guó)家對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氮和磷的控制越來(lái)越嚴(yán)格，因此有必要就CAST工藝處理城市污水中脫氮特性開展研究,穩(wěn)定脫氮效果。

征潤(rùn)洲污水處理廠自2003年6月份運(yùn)行以來(lái)，主要出水水質(zhì)指標(biāo)均達(dá)到《城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)。但NH3-N去除不是太理想，為確保NH3-N穩(wěn)定達(dá)標(biāo)；并摸索低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，CAST工藝處理城市污水中脫氮特性，開展了一系列的測(cè)試研究。

征潤(rùn)洲污水處理廠是由華北市政設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)處理能力20萬(wàn)m3/d；一期工程10萬(wàn)m3/d；經(jīng)過(guò)技術(shù)改造、新建調(diào)節(jié)池，實(shí)際處理能力增加到12.5m3/d。主要處理鎮(zhèn)江市主城區(qū)城市污水，采用8組CAST生化反應(yīng)池為主要處理構(gòu)筑物，每2組池為一個(gè)模塊，共分四個(gè)模塊。運(yùn)行周期為4小時(shí)，分為進(jìn)水/曝氣、純曝氣、沉淀、潷水四個(gè)階段，各1小時(shí)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水連續(xù)出水。充水比為0.3，污泥回流比為20%。

進(jìn)水負(fù)荷對(duì)NH3-N去除效果的影響

進(jìn)水負(fù)荷（F/M）即是微比設(shè)計(jì)上和運(yùn)行上的一個(gè)重要指標(biāo)。目前采取4小時(shí)周期運(yùn)行模式，曝氣時(shí)間固定。第一階段第8-10周、第二階段第7-10周，F(xiàn)/M大于0.06KgBOD5/（Kg MLSS.d）；隨著F/M的增加，NH3-N去除效果明顯下降，第二階段第10周開始F/M降低后， NH3-N去除率逐漸增加。

在運(yùn)行模式下，當(dāng)F/M增加時(shí)，用于碳化反應(yīng)的時(shí)間增加，而相對(duì)用于硝化反應(yīng)的時(shí)間就減少，反應(yīng)時(shí)間不足成為制約脫氮效果的瓶頸。隨著F/M增加，NH3-N去除效果有所下降。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間足夠時(shí)，F(xiàn)/M對(duì)出水NH3-N的影響相對(duì)較小。在第二階段在硝化細(xì)菌培養(yǎng)馴化期間，采用延長(zhǎng)曝氣時(shí)間為4小時(shí)，硝化細(xì)菌培養(yǎng)成功后，當(dāng)F/M大于0.08KgBOD5/（KgMLSS.d ），對(duì)NH3-N去除基本沒有影響，去除率在90%以上。

由此可見，4小時(shí)運(yùn)行周期運(yùn)行模式下，F(xiàn)/M控制在0.03-0.06 KgBOD5/（Kg MLSS.d ）較為適宜，有利于生物脫氮。

曝氣控制對(duì)脫氮效果的影響
 
傳統(tǒng)意義上的曝氣控制主要以DO作為控制參數(shù)。但在研究過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)曝氣控制不僅是DO的控制，還與其他因素有很大關(guān)系。

污水處理過(guò)程的DO控制是一個(gè)動(dòng)態(tài)的平衡過(guò)程,是反應(yīng)過(guò)程中活性污泥的耗氧量與提供的氧氣量之間的一個(gè)平衡。曝氣控制跟DO控制、曝氣時(shí)間和曝氣強(qiáng)度有關(guān)，同時(shí)還與進(jìn)水各種污染物濃度等有關(guān)。進(jìn)水曝氣階段，曝氣主要起攪拌作用，使活性污泥恢復(fù)活性、降解部分BOD5、同時(shí)在低DO狀態(tài)下，完成反硝化反應(yīng)和聚磷菌釋厭氧釋放磷的過(guò)程。純曝氣階段，隨著碳化反應(yīng)的進(jìn)行，BOD5被降解，DO逐漸上升，硝化反應(yīng)成為主導(dǎo)反應(yīng)。硝化細(xì)菌屬于化能自養(yǎng)型細(xì)菌，對(duì)DO的要求相對(duì)較高，純曝氣階段DO需要在一定范圍內(nèi)維持一段時(shí)間，以保證硝化反應(yīng)的完成。

目前采用4小時(shí)運(yùn)行周期，進(jìn)水曝氣、純曝氣各1小時(shí)，曝氣時(shí)間上無(wú)法延長(zhǎng)。因此對(duì)曝氣強(qiáng)度、DO控制、曝氣控制模式等方面進(jìn)行了研究。

采用5臺(tái)羅茨鼓風(fēng)機(jī)分兩路管道分別對(duì)南北兩組CAST池進(jìn)行曝氣，1#、3#、5#為變頻鼓風(fēng)機(jī)，可進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)，2#、4#為額定功率啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)，風(fēng)量不能調(diào)節(jié)。

曝氣控制采取3#、5#風(fēng)機(jī)常開，在DO能夠達(dá)到要求的情況，盡量降低曝氣強(qiáng)度；如果通過(guò)變頻調(diào)節(jié)，不能滿足DO要求，則開啟2#、4#鼓風(fēng)機(jī)，同時(shí)降低3#、5#風(fēng)機(jī)頻率，保證DO能夠達(dá)到要求的情況下，曝氣強(qiáng)度較小。曝氣控制過(guò)程中，采取分階段限制性曝氣控制。具體控制如下：進(jìn)水曝氣前30分鐘DO控制在0-0.5 mg/L，利用碳源進(jìn)行反硝化和聚磷菌釋放磷；進(jìn)水曝氣后30分鐘DO控制在0.5-1.0 mg/L，逐漸提高DO，進(jìn)一步完成碳化反應(yīng)。純曝氣DO控制，一般夏季控制在1.5-2.0 mg/L，春季和秋季控制在2.0-2.5 mg/L，冬季控制在2.5-3.0 mg/L，并維持一段時(shí)間，以保證碳化反應(yīng)和硝化反應(yīng)的完成。

根據(jù)試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)：分階段限制性曝氣控制是有效的。在該曝氣控制模式下，可實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化、短程硝化反硝化與傳統(tǒng)硝化反硝化三者有機(jī)結(jié)合的脫氮模式。

污泥齡和污泥濃度對(duì)脫氮除磷效果的影響
 
污泥齡是活性污泥在曝氣池中的平均停留時(shí)間，它對(duì)硝化細(xì)菌的增長(zhǎng)影響很大，污泥齡短了不利于硝化細(xì)菌生長(zhǎng)；污泥齡太長(zhǎng)，又會(huì)影響除磷效果?？刂坪眠m當(dāng)?shù)奈勰帻g是協(xié)調(diào)脫氮和除磷的效果的關(guān)鍵。

第一階段，污泥齡控制在12-15天，污泥濃度為2500-3500 mg/L；MLVSS/MLSS之比約為40%。試驗(yàn)過(guò)程中，出水各項(xiàng)指標(biāo)均穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，NH3-N平均去除率為74.79%，TN去除率為25.85%，出水TP濃度略高，平均為1.46 mg/L，去除率為63.11%。

第二階段，污泥齡控制在14-20天，污泥濃度為3500-4500 mg/L；MLVSS/MLSS之比約為45%。試驗(yàn)過(guò)程中，出水各項(xiàng)指標(biāo)均穩(wěn)定達(dá)標(biāo)，出水平均NH3-N去除率為79.02%，TN去除率為51.73%，出水TP平均濃度為0.85mg/L，去除率為62.12%。

試驗(yàn)期間，通過(guò)工藝參數(shù)優(yōu)化調(diào)整，污泥齡調(diào)整為14-17天，控制污泥濃度為3500-4000 mg/L，強(qiáng)化除磷，出水平均TP濃度降低至0.57 mg/L，去除率提高至73.15%。

第一階段，污泥齡較短，但除磷效果較差，主要是由于出水NO3－-N濃度較高，為8.02 mg/L，影響到厭氧階段聚磷菌釋放磷，從而影響到除磷效果。第二階段試驗(yàn)前期，主要是由于污泥齡較長(zhǎng)，導(dǎo)致聚磷菌吸收的磷不能及時(shí)排出，因而TP處理效果逐漸變差。通過(guò)工藝參數(shù)優(yōu)化調(diào)整后，氮和磷的去除率均取得較高的。

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