市政污水厂工艺优化运行管理（四十六）

市政污水厂工艺优化运行管理（四十六）

市政污水厂采用不同污水处理工艺（如A?O、Bardenpho、反硝化深床滤池）会有的不同的设计和运行参数，这些不同的因素地会从根源上影响污水厂内的碳源需求和利用效率。比如缺氧池容积、水力停留时间（HRT）和内回流比的变化直接影响反效果过程中电子受体的可用性和反硝化反应的接触时间。例如，通常的A2O工艺中，将反硝化过程后置的设置中，前端的硝化阶段的过度的溶解氧可能随水进入，这将消耗一部分外加碳源，从而降低其用于反硝化的有效利用率。

碳源	优点	缺点	典型COD/TN比
甲醇	反硝化效率高，成本相对较低，易于获得	有毒，易燃，产生较多污泥，难以精确投加	1.5-3.0
乙醇	比甲醇安全，易于生物降解	成本较高，运输和储存存在安全风险	2.5-3.5
乙酸/醋酸盐	反硝化速率高，易于生物降解	成本较高，可能需要pH调节	3.0-4.0
甘油	毒性低，生物降解性好，副产物少	成本可能较高，不同来源质量差异大	3.0-4.0
糖类	成本低廉，易于获得	难以精确投加，可能导致污泥膨胀	4.0-6.0
MicroC?	安全，不易燃，易于使用	成本可能高于甲醇	2.0-3.0

3、 pH控制和碱度管理： 

在生物脱氮的反硝化过程中，需要定期监测不同处理阶段的pH值。将pH值维持在硝化和反硝化的最佳范围内。有效的pH值管理，包括碱度控制，对于确保负责脱氮的微生物群落的最佳性能至关重要。当进水中的氨氮值过高时（养殖废水和屠宰废水等），硝化会大量的消耗碱度，通过监测生化好氧末端PH值和进水PH值作对比，如果出现大幅度下降，就需要补充碱度（例如用石灰或碳酸氢钠）以补偿硝化过程中消耗的碱度，尤其是在低碱度水中，反硝化过程会回补一些碱度，在调整控制过程中，优化反硝化作用可以恢复部分碱度。

4、 温度管理： 

对污水厂的生物反应池内进行污水温度的监测，尤其是在一些季节变化明显的地区，对四季变化的期间应加强温度监测，并结合硝化和反硝化效果的监测，确定不同温度下生物脱氮受到的影响程度。通过对管网的修复改造，在寒冷气候下对污水处理构筑物的池体进行保温等措施，维持生物脱氮的最佳温度，如果在经济条件不许可的情况下，也可以选择对较低温度更耐受的反硝化低温菌进行投加和季节性的培养。虽然直接的温度控制可能并不总是可行，但了解其影响并考虑耐低温的微生物可以帮助减轻季节性变化的影响。

 

这些影响因素之间的复杂相互关联和协同效应（例如，DO水平直接影响C/N比的有效性，温度影响微生物反应速率），使得污水处理的生物脱氮的全过程需要采取一种复杂、多参数、综合的控制方法，而非孤立的单参数调整。比如仅仅根据硝酸盐浓度调整碳源投加量，而不同时考虑缺氧区当前的溶解氧水平，可能导致显著的过量投加。这是因为任何过量的DO都会优先通过好氧呼吸消耗所投加的碳源，使其无法有效用于反硝化。同样，温度波动直接影响细菌代谢速率，从而改变反硝化所需的实际碳源需求。这种复杂的相互作用意味着一个真正可靠的生物脱氮控制系统必须整合来自多个传感器的实时数据，并应用整体模型来推导最佳投加量，替代污水厂现有简单的、基于单参数值的控制模式。

现阶段也有更多的生物脱氮的衍伸工艺得到了应用，有膜处理工艺、短程脱氮，同步脱氮等工艺，这些工艺在广泛的普遍运营管理上仍处于摸索阶段，下面将根据现有的运行资料进行一些简单的探讨。

1、 生物膜反应器优化： 

单纯采用生物膜的工艺已经改良为活性污泥和生物膜结合的泥膜法，比较常见的MBBR系统和新兴的MABR系统，这些采用了生物膜的生物反应过程为脱氮提供了优势，其优化涉及管理影响生物膜发育、活性以及氧气和营养物质传质的因素，日常的管理要针对生物膜脱落的监测以维持出水水质的稳定。对于移动床生物膜反应器（MBBR），选择合适的载体并保持最佳混合以增强生物膜的生长和与废水的接触；对于MABR系统，优化膜表面积、通过膜的曝气速率和生物膜厚度保持空气的扩散渠道的通畅。

 

2、 序批式反应器（SBR）优化： 

SBR工艺可以通过固有的灵活性允许通过操纵操作周期和曝气策略来显著优化氮去除，在SBR循环中设置不同的控制来实施预缺氧或后缺氧阶段。调整进水、反应（好氧和缺氧阶段）、沉淀和排放周期的持续时间，以优化硝化和反硝化作用。优化反应阶段的曝气以控制溶解氧水平，从而实现硝化和反硝化作用，管理污泥排放和回流速率，以维持活性污泥系统内健康的硝化菌和反硝化菌种群，SBR独特的污泥存留系统，非常有利于泥龄较长的硝化和反硝化菌在系统内的停留时间。

3、 短程脱氮途径的实施和优化： 

（1） 部分硝化/反亚硝化（亚硝酸盐途径）： 

通过采取低氧曝气的方式，抑制亚硝酸盐氧化为硝酸盐，以节省后续反硝化过程中的氧气和碳源，亚硝酸盐途径提供了潜在的资源节约，但需要精确控制以防止硝酸盐形成并保持稳定运行。这个主要通过控制曝气池内的溶解氧、pH值、温度和SRT来实现。但是这种工艺市政生活污水中氨浓度较低，因此在市政污水处理中难以稳定运行，在高浓度TN的工艺废水中，可以通过精准的控制手段来实现。

（2） 主流厌氧氨氧化应用和挑战： 

将厌氧氨氧化应用于市政污水厂的主流处理（而非高氨氮的侧流）。但是在实际的应用中包括市政污水中较低的温度和氨氮浓度，以及有机物的存在。污水处理科技研究部门正在进行的研究和中试应用表明在市政污水厂的成功率越来越高。这主要是通常与部分硝化（PNA）或部分反硝化（PdNA）相结合。主流厌氧氨氧化在节能脱氮方面具有显著潜力，但面临着与市政污水厂普遍的运行条件不能吻合的问题，需要进一步研究和开发才能广泛应用。