强化生物脱氮的生活污水处理厂改造工艺研究

张新婷，万 军

（1.河海大学设计研究院有限公司，江苏南京 210098；2.科盛环保科技股份有限公司，江苏南京 211500）

强化生物脱氮的生活污水处理厂改造工艺研究

张新婷1，万 军2

（1.河海大学设计研究院有限公司，江苏南京 210098；2.科盛环保科技股份有限公司，江苏南京 211500）

在传统生物脱氮除磷工艺基础上，增加污泥膜生物反应器（SMBR），组成一种强化的生物脱氮工艺。通过对部分二沉池回流污泥进行SMBR延时曝气处理，并在SMBR中营造一个适合硝化细菌生长的环境，再将富集硝化细菌的污泥回流至好氧池内，大量且高活性的硝化菌大幅提升硝化效率，SMBR出水回流至缺氧池内进行反硝化，或用于厂内回用。此种强化生物脱氮工艺，可减少好氧池的水力停留时间，又能提高污水处理厂的脱氮效率，还可减少并稳定二沉池的剩余污泥，适用于新建污水厂，也可用于现有污水处理厂的提标改造。

A2/O改造；强化脱氮；SMBR；生活污水

1 背景技术

目前针对污染物种类及排放标准，污水处理厂多采用生物脱氮除磷工艺。经过多年发展已形成诸如A/A/O系列、氧化沟系列及其他工艺。以A/A/O工艺为例，其中的A/A是英文Anaerobic-anoxic的简称，是A/O工艺的改进。污水与回流污泥先进入厌氧池（DO＜0.5mg/L）完全混合，经一定时间（1～2h）的厌氧分解后，去除其中的部分BOD，污泥中部分含氮化合物转化成N2（反硝化）而释放出来，回流污泥中的聚磷微生物释放出磷。然后，混合液流入缺氧池，该池中的反硝化细菌以污水中的含碳有机物为碳源，将好氧池通过内循环回流进来的NO3-还原为N2而释放出来。接着污水流入好氧池，水中的NH3-H进行硝化反应生成NO3-，同时水中有机物氧化分解供给吸磷微生物以能量，微生物从水中吸收磷，磷进入细胞组织，经沉淀池分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。

生物脱氮除磷系统中厌氧、缺氧、好氧过程可以在不同的设备中进行，也可以在同一设备的不同部位完成。一般污水处理厂在该种同步脱氮除磷工艺运行时，由于受多种外界因素的影响，尤其冬季低温的影响，脱氮效果较差难以满足当前日益提高的排放标准。

2 工艺研究

在原有生物脱氮除磷水处理工艺中新增了一套污泥膜生物反应器（SMBR），通过SMBR对部分二沉池的回流活性污泥进行延时曝气，并投加部分高氨氮的污泥浓缩池上清液作为营养，使SMBR中硝化细菌占优势地位，再将富含硝化细菌的污泥回流至好氧池，增强硝化效果，硝化液回流至缺氧区或厂内进行回用。

如图1所示，在传统生物脱氮除磷系统（以A2/O工艺为例）中增加一套污泥膜生物反应器（SMBR），通过SMBR对部分二沉池的回流活性污泥进行延时曝气，并投加部分高氨氮的污泥浓缩池上清液作为营养，创造一个适于硝化细菌生长的环境，使SMBR中硝化细菌占优势地位，再将富含硝化细菌的污泥回流至好氧池增强硝化效果，硝化液回流至缺氧区或厂内进行回用。

图1 工艺流程图（以传统A2/O改造为例）

3 工艺优势分析

1）SMBR中的纯好氧环境，较高的溶解氧促进硝化细菌的生长。

2）SMBR的污泥截留作用，使水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）彻底分开，保证足够长SRT，有利于硝化细菌的截留。

3）采用污泥浓缩池上清液作为营养源，利用其氨氮底物浓度高，促进硝化细菌生长。

4）SMBR较长的SRT，污泥处于内源呼吸状态，低COD负荷，高氨氮状态下促进硝化细菌生长。

5）内源呼吸为放热反应，有利于维持SMBR较高的反应温度，有利于硝化细菌的生长。

6）新增的硝化污泥回流至好氧池，使扩培的硝化污泥始终处于好氧环境下，有利于专性好氧的硝化细菌生长。

7）本技术的硝化细菌源于生化系统本身，并随水质及环境的变化而变化，其菌种对水质的适应性好。

8）SMBR的硝化细菌附着于活性污泥上，回流至好氧池中与池中的活性污泥相容性好，硝化细菌不易流失。而某些单纯投加硝化细菌的技术，由于硝化菌缺乏附着的载体，流失严重，须不断投加。

9）SMBR系统与主体生化系统相对独立，其耐冲击性及冲击后的恢复能力较强，可提升脱氮系统整体的稳定性。

10）由于硝化效率的提升，可缩短好氧池停留时间，对于新建项目可减少工程建设投资，对改造项目可提标或增容。

11）污泥内源呼吸，剩余污泥量减少，减少污泥处理系统的成本；膜生物反应器一般多用于污水处理末端，提高出水各项水质，将膜生物反应器作为一种连续培养硝化细菌的模块，可以大大提高传统生物脱氮工艺中的脱氮效率，并可以一定程度上减少污泥产量。

Study on the Transformation Process of Domestic Sewage Treatment Plant with Enhanced Biological Nitrogen Removal

Zhang Xin-ting，Wan Jun

Based on the traditional biological nitrogen and phosphorus removal process，the sludge bioreactor（SMBR）was added to form an enhanced biological nitrogen removal process.By carrying out SMBR delayed aeration treatment on some secondary sedimentation sludge and creating an environment suitable for nitrifying bacteria in SMBR，the sludge of nitrifying bacteria is returned to the aerobic tank，and the large and highly active Nitrifying bacteria to signif i cantly increase the eff i ciency of nitrif i cation，SMBR eff l uent ref l ux to the anoxic tank for denitrif i cation，or for the use of the plant.This enhanced biological nitrogen removal process can reduce the oxygen retention time of the aerobic tank and improve the denitrif i cation eff i ciency of the sewage treatment plant.It can also reduce and stabilize the excess sludge in the secondary sedimentation tank and can be applied to the new sewage plant In the existing sewage treatment plant to mention the standard transformation.

A2/O transformation；enhanced denitrif i cation；SMBR；domestic wastewater

X703.1

：B

：1003–6490（2017）04–0003–02

2017–03–30

张新婷（1980—），女，吉林九台人，工程师，主要研究方向为水污染控制与生态治理。