目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)城鎮(zhèn)污水處理廠排放標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB）一級(jí)A,，甚至更高,，對(duì)污水廠脫氮除磷的要求也隨之變高，同時(shí)伴隨著碳源,、化學(xué)除磷藥劑使用量的大幅增加以及能耗的提高,，污水廠的運(yùn)行管理,，除了保證穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放，對(duì)提高處理效率,、減少能耗的要求也日益提高,。

我國(guó)污水處理廠的工藝主要分為四類：A2/O工藝、氧化溝工藝,、SBR工藝,、生物膜法工藝。A2/O工藝及其改良工藝作為較為簡(jiǎn)單的同步脫氮除磷工藝,，被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外大型污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中,。筆者以福州市某城鎮(zhèn)污水處理廠A2/O工藝為研究對(duì)象，利用全流程分析,，進(jìn)行脫氮除磷的工藝優(yōu)化,，通過改變內(nèi)回流運(yùn)行方式和配水方式，在不外加碳源的情況下,，優(yōu)化脫氮除磷的同時(shí),，達(dá)到節(jié)能降耗的目的，節(jié)省運(yùn)行成本,。

1,、全流程分析試驗(yàn)

(1)試驗(yàn)對(duì)象概況

該污水處理廠位于福州市東區(qū)，其中一組處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬t/d,，采用A2/O加深床濾池工藝,，出水水質(zhì)執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB）一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn),。該項(xiàng)目預(yù)處理采用轉(zhuǎn)鼓細(xì)格柵和旋流沉砂工藝，生化處理采用多模式A2/O工藝,，并投加PAC去除TP,，二沉池出水經(jīng)微絮凝反硝化深床濾池工藝深度處理和紫外消毒后排入城市內(nèi)河水體。該項(xiàng)目生化池分為兩個(gè)池子,，每池5萬t/d,，可單獨(dú)運(yùn)行。具體工藝流程見圖1,。

(2)分析方法

本試驗(yàn)以該項(xiàng)目其中一組A2/O生化池為研究對(duì)象,，該生化池的結(jié)構(gòu)見圖2，主要工藝參數(shù)如下：厭氧段,、缺氧段和好氧段的HRT分別為1.5h,、3.0h、6.5h,，內(nèi)回流比為,，外回流比為70%，污泥齡為18～25d,，污泥濃度為3000～5000mg/L,。

全流程分析從生化池進(jìn)水至紫外出水共監(jiān)測(cè)11個(gè)取樣點(diǎn)（0#～10#），取樣點(diǎn)布置見圖2,，其中A1～A6為厭缺氧池,，O1～O3為好氧池。除0#和10#水樣不做處理外,，其余水樣沉淀15min后取上清液,，采用0.45μm濾紙過濾后再檢測(cè)水質(zhì)指標(biāo)，水樣檢測(cè)指標(biāo)包括TN,、NH4+-N,、NO3--N和TP等。

(3)試驗(yàn)工況

以生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)為依托,，通過調(diào)整回流比和多點(diǎn)配水,，監(jiān)測(cè)各個(gè)工況下的脫氮性能和除磷效果,。試驗(yàn)工況如表1所示,。

(4)全流程分析

①工況一條件下的分析工況一為試驗(yàn)開始階段的工藝，該工藝兼顧脫氮除磷,。圖3為工況一條件下A2/O生化池的脫氮效果,，因進(jìn)水點(diǎn)為A1、A2和A5,，因此A5和A6池NH4+-N濃度有所升高,，隨后O1段開始明顯下降,，至O2段NH4+-N已基本降解完全；因內(nèi)回流點(diǎn)為A3,、且A2和A5進(jìn)水補(bǔ)充碳源,，因此A3-A5池發(fā)生反硝化反應(yīng)，NO3--N濃度下降,；生化池末端出水的TN與污水廠總出水口的TN接近,，TN的去除率為52.4%。

從圖3,、圖4可知,，A1和A2池均存在5mg/L以上的硝態(tài)氮，厭氧環(huán)境不佳,，生物釋磷沒有發(fā)生,，因A5有進(jìn)水，A6池釋磷效果比較明顯,，TP上升,；好氧段生物吸磷效果比較明顯，TP下降,。通過生化池末端投加PAC,，TP濃度進(jìn)一步降低，出水TP濃度約0.2mg/L,。

②工況二條件下的分析

工況二為強(qiáng)化脫氮工藝,。圖5為工況二條件下A2/O生化池的脫氮效果，內(nèi)回流點(diǎn)為A1,，NO3--N濃度上升,，A2進(jìn)水點(diǎn)供應(yīng)進(jìn)水碳源，A2發(fā)生反硝化反應(yīng),，NO3--N濃度下降趨勢(shì),，但A3-A6反硝化反應(yīng)不明顯。系統(tǒng)的TN去除率為54.5%,。

從圖6可以看出,，在工況二的條件下，生物除磷基本沒有發(fā)生,，只有A1池TP明顯下降,，除了內(nèi)、外回流混合液的稀釋作用,，因?yàn)镻AC藥劑在系統(tǒng)中循環(huán)也去除了一部分TP

③工況三條件下的分析

工況三為強(qiáng)化除磷工藝,。圖7為工況三條件下A2/O生化池的脫氮效果，在沒有內(nèi)回流的情況下,，回流到A1池的外回流液攜帶少量NO3--N,，至A2池NO3--N濃度下降到0.39mg/L,，且A1為進(jìn)水點(diǎn)，說明來自外回流的NO3--N在A1池內(nèi)已經(jīng)基本被反硝化,，因此從A2～O1段NO3--N處于很低的水平,；NH4+-N在系統(tǒng)中呈逐漸下降趨勢(shì)。系統(tǒng)的TN去除率只有28%,。

從圖8可以看出,，在工況三的條件下，A池生物釋磷明顯,，TP濃度上升,；在好氧段，生物吸磷作用發(fā)生,，TP濃度下降,。說明該工況生物除磷的作用較為明顯。

從全流程分析結(jié)果可以看出,，工況一（即單點(diǎn)內(nèi)回流,、多點(diǎn)配水）的情況下，生物脫氮和除磷均有一定效果,；工況二（單點(diǎn)進(jìn)水,、單點(diǎn)內(nèi)回流）的情況下，系統(tǒng)基本沒有生物除磷作用,，反硝化效果較好,，有利于生物脫氮；工況三（單點(diǎn)進(jìn)水,，沒有內(nèi)回流）的情況下,，系統(tǒng)反硝化作用較低，但生物除磷效果佳,，可以在不投加PAC的情況下實(shí)現(xiàn)除磷目標(biāo),。

2、生產(chǎn)性試驗(yàn)

針對(duì)全流程分析結(jié)果,，在實(shí)際生產(chǎn)過程開展生產(chǎn)性試驗(yàn),。試驗(yàn)時(shí)間為2020年3月19日～2020年8月17日，其中2020年3月28日～4月7日因進(jìn)水水質(zhì)異常低不納入統(tǒng)計(jì),，工況三試驗(yàn)期間開啟內(nèi)回流的時(shí)段而不納入統(tǒng)計(jì),。試驗(yàn)期間各種工況下進(jìn)水平均COD濃度分別為127mg/L、121mg/L和134mg/L,，均未外加補(bǔ)充碳源,。