【正文】 磷工藝中優(yōu)先選擇A/O(+化學除磷)工藝當前能夠進行脫氮除磷的工藝很多，其中使用最為廣泛的是A/O工藝（早期）、A2/O工藝（近期）。由于當前對氮和磷的指標必須兼顧，A/O工藝雖然在脫氮或除磷中有很好的效果，但是不能同時脫氮除磷，所以近年來能夠同時進行生物脫氮除磷的A2/O工藝更是為大多設計者所采用，而A/O工藝應用越來越少。按傳統(tǒng)生物脫氮除磷機理，要達到同時脫氮除磷的效果，則必須創(chuàng)造相對獨立的厭氧、缺氧和好氧環(huán)境，并讓各反應必須具備的因素（一定量的細菌，反應物如氨氮、硝酸鹽、作為碳源或能源的有機物，O2等）在該環(huán)境下實現(xiàn)。常規(guī)A2/O工藝（厭氧缺氧好氧）及其各種改良型工藝（增設預缺氧池的兩點進水A2/O工藝和兩點進泥A2/O工藝，缺氧池前置的倒置A2/O工藝，以UCT工藝為代表的其它工藝）的流程是設立三個獨立的反應區(qū)以分別實現(xiàn)厭氧、缺氧和好氧環(huán)境，通過污泥回流和混合液的回流使各反應的細菌和對應的反應物在各環(huán)境下完成各自功能。以下就A2/O工藝的缺陷及其各種改良型工藝的不足和A/O(+化學除磷)工藝的相對優(yōu)勢做一番有益的探討：（1）常規(guī)A2/O工藝的缺陷1）污泥齡方面不可調和的矛盾。硝化菌的世代周期較長，則脫氮必須具有較長的污泥齡；除磷是利用聚磷菌將磷貯存在體內然后通過排出剩余污泥的方式排出系統(tǒng)的，所以除磷要求較短的污泥齡。這是一對不可調和的矛盾，工藝中所能采取的一切措施皆只能在其間找到一個合適的平衡點，不能取得兩者俱佳的效果。另外，硝化需要長泥齡以保證硝化菌的數(shù)量，而反硝化則需較短泥齡，以促進反硝化菌的更新并保持高活性。所以，在硝化和反硝化容量的配置間存在著泥齡的矛盾。2）混合液回流方面的矛盾。好氧池位于流程的末端，氨氮基本上完全氧化，出水中氮的主要形式是硝酸鹽氮。從理論上說，好氧池混合液回流比越大，則出水硝酸鹽氮越少，去除總氮的效果越好。但是過大的回流比會使硝酸鹽混合液中攜帶的溶解氧對缺氧 中國污水處理工程網(wǎng) 環(huán)境的破壞愈趨明顯，而在有分子氧條件下，脫氮菌優(yōu)先利用游離氧而不是硝酸鹽氮作為電子受體，從而反硝化受到阻礙。在運行中有時要保持好氧池末端低溶解氧濃度以保證脫氮除磷的效果，但是這引起另一個問題：即較低的溶解氧濃度使二沉池容易處于厭氧狀態(tài)，沉淀的污泥會重新將磷釋放到水體中，而且會發(fā)生內源反硝化，造成高磷污泥上浮，影響出水水質，尤其是總磷。同時，高回流比使動力消耗增加，運行費用升高。3）污泥回流方面的矛盾。污泥回流是為了保證各反應池中有一定數(shù)量的完成各自功能的細菌。理論上說，參與釋磷吸磷的聚磷菌越多，參與反硝化和和硝化的細菌越多，則除磷脫氮效果越好。但是，除磷是通過排出高磷污泥來實現(xiàn)的。這樣剩余污泥的排放量就和污泥回流量發(fā)生了矛盾。并且，回流污泥中攜帶的硝酸鹽氮會對厭氧釋磷效率產(chǎn)生抑制，導致好氧吸磷動力不足，從而降低除磷效率。4）在碳源競爭方面的矛盾。碳是微生物生長需要要最大的營養(yǎng)元素。在脫氮除磷系統(tǒng)中，碳源大致上消耗于釋磷、反硝化和異養(yǎng)菌正常代謝等方面。從上述脫氮除磷機理可以看出，釋磷和反硝化的反應速率都與進水碳源中的易降解部分，尤其是揮發(fā)性有機脂肪酸（VFA）的數(shù)量關系很大。一般來說，城市污水中易降解碳源有機物的數(shù)量是十分有限的。以脫氮來說，只有當進水中C/N比達到8時，其中的易降解碳源有機物部分才能保證高反硝化效率所需的碳源是充足的。所以，在A2/O工藝中（尤其是進水C/N比較低時）的釋磷和反硝化之間，存在著因碳源不足而引發(fā)的競爭性矛盾。5）對水質、水量變化很敏感（2）各種改良型A2/O工藝的不足之處常規(guī)A2/O工藝中的缺陷在各種改良型A2/O工藝中仍然存在。除此之外，各種改良型A2/O工藝還存在如下問題：1）兩點進水改良型A2/O工藝在常規(guī)型的厭氧池前增設了預缺氧池，雖然可以消除回流污泥中的硝態(tài)氮對后續(xù)厭氧池聚磷菌釋磷的影響，同時也能保證厭氧池嚴格的厭氧環(huán)境以提高釋磷效率。然而，其增設預缺氧池要求兩套配水系統(tǒng)，基建投資加大，運行管理趨于復雜；且使整體流程更長，水力停留時間增大，處理效率和運行費用提高。中國污水處理工程網(wǎng) 2）兩點進泥改良型A2/O工藝也增設預缺氧池，并將大部分回流污泥回流至缺氧池，將少部分污泥回流至預缺氧池。這種方式只能減輕回流污泥中的硝態(tài)氮對厭氧釋磷效率的影響，而且使參與厭氧釋磷的污泥量減少，影響最終的除磷效率。3）缺氧區(qū)前置的倒置A2/O工藝使回流混合液和回流污泥中的硝態(tài)氮優(yōu)先利用進水中的有機物進行反硝化，保證很高的脫氮效率，同時也消除了硝態(tài)氮對厭氧釋磷的影響，并使后續(xù)厭氧池能夠形成嚴格厭氧環(huán)境。但是先進行反硝化將進水中易降解有機物消耗殆盡，使后續(xù)厭氧池中聚磷菌的厭氧釋磷過程由于缺少碳源而釋磷不充分甚至不釋磷（只降解貯存的糖原獲得能量），則后續(xù)的好氧吸磷動力嚴重不足，影響最終的除磷效率。4）UCT工藝把常規(guī)A2/O工藝的缺氧區(qū)分為前后兩個部分，將硝化混合液回流至缺氧區(qū)，再將缺氧區(qū)前部的混合液回流至厭氧區(qū)；回流污泥先進入缺氧區(qū)前部。這種作法實際上是劃出一個小的缺氧區(qū)專門消耗回流污泥中的硝酸鹽，故避免了回流污泥中的硝酸鹽對厭氧區(qū)的沖擊，改善了聚磷菌的釋磷環(huán)境。但是，進入缺氧區(qū)前部的回流污泥只有一小部分進入?yún)捬醭亟?jīng)歷了釋磷過程，其實際除磷效果因此顯著降低。（3）A/O(+化學除磷)工藝的相對優(yōu)勢1）A/O(+化學除磷)工藝不必在生物脫氮除磷系統(tǒng)中同時兼顧脫氮和除磷二者都具有很高的去除率，只用考慮脫氮取得高去除率同時有一定的除磷效果（一般可以達到50％）即可，再通過設置化學除磷系統(tǒng)保證磷的去除率。所以在A2/O工藝及其各種改良型工藝中存在的缺陷和不足都可以得到很好的解決：脫氮和除磷的污泥齡方面的矛盾基本不存在，混合液回流和污泥回流中的硝態(tài)氮對聚磷菌釋磷的影響可以通過化學除磷來解決，混合液回流中攜帶的溶解氧對缺氧環(huán)境的破壞可以通過降低好氧池末端的溶解氧達到降到最低，脫氮和除磷對碳源的競爭導致的碳源不足問題基本不存在。所以，A/O(+化學除磷)工藝在保證脫氮除磷效果的前提下，具有流程簡單、占地少、運行管理方便、投資和運轉費用較低的優(yōu)點。2）西方國家在生物脫氮除磷方面的理論研究比國內深入，運行經(jīng)驗比國內豐富。當?shù)?、磷要求嚴格時，鑒于傳統(tǒng)脫氮除磷理論下二者的矛盾，普遍采用生物脫氮+化學除磷的工藝。所以我們國內的污水處理廠在工藝的選擇上不能不深入分析，能用工藝流程精簡、能耗較低、運行管理比較方便的A/O(+化學除磷)工藝，就不用A2/O工藝及其各種改良型工藝。3）當前在脫氮和除磷研究發(fā)面發(fā)現(xiàn)了很多新現(xiàn)象，由此產(chǎn)生了很多新理論如：短程反硝化（亞硝酸鹽型反硝化）理論、厭氧氨氧化理論（氨氮和亞硝酸鹽氮直接反應轉化為氮氣）、好氧反硝化（在好氧條件下，由異養(yǎng)型硝化菌 中國污水處理工程網(wǎng) 和好氧反硝化菌同時完成硝化和反硝化）理論、DPB菌（反硝化除磷菌）在缺氧條件下的同時反硝化除磷理論。在這些新理論基礎上開發(fā)出的新工藝表現(xiàn)出的共同點在于工藝流程精簡，能耗較小，運行管理方便。所以采用A/O(+化學除磷)工藝在流程上更接近于新工藝，只需變換運行參數(shù)和適當變化即可，有利于新工藝應用后的改造或者擴建。選擇污水廠的處理工藝是一件復雜的事情，目前的各種處理工藝，都各有優(yōu)缺點，只有最適合某個工程的工藝，并不存在最先進的工藝。設計者應該優(yōu)先選擇運行管理簡單、運轉費用低的工藝。根據(jù)設計經(jīng)驗和對當前眾多使用A2/O工藝及其各種改良型工藝的污水處理廠的實際運行情況的總結和研究，我們認為：A2/O工藝及其各種改良型工藝在理論上雖然可以達到很好的同時脫氮除磷的效果，但是其流程長，運行管理復雜，能耗大，運轉費用高，且在實際運行中很難實現(xiàn)最佳運行條件，往往是脫氮與除磷的效果不能兩全。而相比來說，A/O(+化學除磷)工藝流程精簡、占地少，投資和運轉費用較低，運行管理比較方便，并且便于在新理論基礎上開發(fā)的工藝應用到工程實踐后的改造。所以我們推薦使用A/O(+化學除磷)工藝。二沉池的設計與運行二次沉淀池的主要功能是進行泥水分離以及污泥的貯存和濃縮，它處于整個生化處理系統(tǒng)的末端，其設計和運行的效果對出水水質具有直接而重大的影響。尤其是當前對總磷的排放標準愈趨嚴格的情況下，其設計和運行的效果對總磷指標影響很大。因為除磷是通過排出高磷剩余污泥實現(xiàn)的，若二沉池設計運行不善，則出水SS升高，而SS實際上是高磷污泥，嚴重影響出水總磷指標。所以，更應該深入研究實際情況，使二沉池的設計更科學?；钚晕勰嗟奶攸c是質輕，易被出水帶走，并容易產(chǎn)生二次流和異重流。而進出水方式以及進水的布水均勻性和出水堰口負荷是影響二沉池運行效果的重要因素。根據(jù)我們的在設計和運行中的經(jīng)驗，我們推薦使用周邊進水和周邊出水的方式，進水要做到均勻布水，出水堰口負荷應盡可能小，當實際出水流量達不到設計出水流量時可以考慮多加幾周出水堰的方式解決。闡述如下：（1）進水出方式圖3為中心進水周邊出水（A）和周邊進水周邊出水（B）的沉淀池示意圖。可以看出，周邊進水周邊出水方式與中心進水周邊出水方式相比，出水的流程更長，有更長的時間完成泥水分離的過程，且二次流、異重流的影響相對較小，沉淀效果更好。中國污水處理工程網(wǎng)四、污水處理廠工程工藝選擇污水處理廠工藝的選擇，直接關系到一個地區(qū)污水處理的效果，關系到整個地區(qū)的可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境建設。處理廠工藝是指在達到所要求的處理程度的前提下，污水處理各單元的有機組合。而污水處理廠工藝的選擇，直接關系到建設費用和運行費用的多少、處理效果的好壞、占地面積的大小、管理上的方便與否等關鍵問題。選擇污水處理工藝流程時首先應按受納水體的性質確定出水水質要求, 并依此確定處理級別, 排水應達到國家排放標準(GB89781996)。設市城市和重點流域及水資源保護區(qū)的建制鎮(zhèn)必須建設二級污水處理設施；受納水體為封閉或半封閉水體時, 為防治富營養(yǎng)化, 城市污水應進行二級強化處理, 增強除磷脫氮的效果；非重點流域和非水源保護區(qū)的建制鎮(zhèn), 根據(jù)當?shù)氐慕?jīng)濟條件和水污染控制要求, 可先行一級強化處理, 分期實現(xiàn)二級處理。 處理規(guī)模；進水水質特性，重點考慮有機物負荷、氮磷含量；出水水質要求, 重點考慮對氮磷的要求以及回用要求；各種污染物的去除率；氣候等自然條件, 北方地區(qū)應考慮低溫條件下穩(wěn)定運行；污泥的特性和用途。 批準的占地面積, 征地價格；基建投資；運行成本；自動化水平, 操作難易程度, 當?shù)剡\行管理能力。 保證出水水質達到要求；處理效果穩(wěn)定, 技術成熟可靠、先進適用；降低基建投資和運行費用, 節(jié)省電耗；減小占地面積；運行管理方便, 運轉靈活；污泥需達到穩(wěn)定；適應當?shù)氐木唧w情況；可積極穩(wěn)妥地選用污水處理新技術。 在方案初選時可以采用定性的技術比較, 城市污水處理工藝應根據(jù)處理規(guī)模、水質特性、排放方式和水質要求、受納水體的環(huán)境功能以及當?shù)氐挠玫亍夂?、?jīng)濟等實際情況和要求, 經(jīng)全面的技術比較和初步經(jīng)濟比較后優(yōu)選確定。方案選擇比較時需要考慮的主要技術經(jīng)濟指標包括: 處理單位水量投資、削減單位污染物投資、處理單位水量電耗和成本、削減單位污染物電耗和成本、占地面積、運行性能可靠性、管理維護難易程度、總體環(huán)境效益等。定性比較時可以采用有定論的結論和經(jīng)驗值等, 而不必進行詳細計算。幾種常用生物處理方法的比較見表1。中國污水處理工程網(wǎng), 應選擇2～ 3 種工藝流程進行全面的定量化的經(jīng)濟比較。年成本法。將各方案的基建投資和年經(jīng)營費用按標準投資收益率, 考慮復利因素后, 換算成使用年限內每年年末等額償付的成本年成本, 比較年成本最低者為經(jīng)濟可取的方案。凈現(xiàn)值法。將工程使用整個年限內的收益和成本(包括投資和經(jīng)營費)按照適當?shù)馁N現(xiàn)率折算為基準年的現(xiàn)值, 收益與成本現(xiàn)行總值的差額即凈現(xiàn)值, 凈現(xiàn)值大的方案較優(yōu)。多目標決策法。多目標決策是根據(jù)模糊決策的概念, 采用定性和定量相結合的系統(tǒng)評價法。按工程特點確定評價指標, 一般可以采用5 分制評分, 效益最好的為5 分, 最差的為1 分。同時, 按評價指標的重要性進行級差量化處理(加權), 分為極重要、很重要、重要、應考慮、意義不大五級。取意義不大權重為1 級, 依次按2n1 進級, 再按加權數(shù)算出評價總分, 總分最高的為多目標系統(tǒng)的最佳方案。評價指標項目及權重應根據(jù)項目具體情況合理確定。中國污水處理工程網(wǎng) 進行工藝流程選擇時, 可以先根據(jù)污水處理廠的建設規(guī)模, 進水水質特點和排放所要求的處理程度, 排除不適用的處理工藝, 初選2～ 3 種流程, 然后再針對初選的處理工藝進行全面的技術經(jīng)濟對比后確定最終的工藝流程。城市污水處理廠工程的主要工藝城市污水的主要污染物是有機物，因此目前國內外大多采用生物法。也有采用化學法的，比如四川遂寧市的污水就采用化學強化一級處理，但這種工藝的去除率不高，出水達不到國家規(guī)定的標準，只適用于某些特定的對出水水質要求不高的地方。在生物法中，有活性污泥法和生物濾池兩大類，生物濾池的處理效率不高，衛(wèi)生條件較差，我國只有少數(shù)幾座生物濾池城市污水處理廠，而活性污泥法占絕大多數(shù)?；钚晕勰喾ㄓ泻芏喾N型式，使用最廣泛的主要有三類：①傳統(tǒng)活性污泥法和它的改進型A/O、A2/O工藝，②氧化溝，③SBR工藝。傳統(tǒng)活性污泥法是應用最早的工藝，它去除有機物的效率很高，在處理過程中產(chǎn)生的污泥采用厭氧消化方式進行穩(wěn)定處理，對消除污水和污泥的污染很有效，而且能耗和運行費用都比較低，因而得到廣泛應用。近20年來，水體富營養(yǎng)化的危害越來越嚴重，去除氮、磷列入了污水處理的目標，于是出現(xiàn)了活性污泥法的改進型A/O法和A2/O法。A/O法有兩種，一種是用于除磷的厭氧—好氧工藝，一種是用于脫氮的缺氧—好氧工藝；A2/O法則是既脫氮又除磷的工藝。氧化溝是活性污泥法的一種變型，在水力流態(tài)上不同于傳統(tǒng)活性污泥法，是一種首尾相接的循環(huán)流，通常采用延時曝氣，在污水凈化的同時污泥得到穩(wěn)定。它不設初沉池和污泥消化池，處理設施大大簡化。氧化溝具有傳統(tǒng)活性污泥法的優(yōu)點，去除有機物的效率很高，也具有脫氮的功能。如果在溝前增設厭氧池，還可同時除磷。氧化溝這種高效、簡單的特點，使它在中小型城市污水處理廠中得到廣泛應用。