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  一般來(lái)說(shuō)，生物處理技術(shù)在所有的碳源均用于反硝化反應(yīng)的理想情況下，轉(zhuǎn)化1g硝態(tài)氮所需的碳源量約為2.86g，即進(jìn)水中的BOD5/TN要大于2.86時(shí)，才有可能進(jìn)行完全的脫氮。

  而在實(shí)際應(yīng)用中，進(jìn)水BOD5/TN大于4時(shí)才能保證較高的脫氮率。

  因?yàn)閰捬踽屃住⒑醚跸趸染鶗?huì)消耗碳源，而反硝化過(guò)程僅在碳源充足的前提下才屬于零級(jí)反應(yīng)。也就是碳源充足時(shí)，反應(yīng)速率只與微生物量有關(guān)，與硝態(tài)氮濃度無(wú)關(guān)；相反，碳源不足時(shí)，反應(yīng)速率會(huì)受限于碳源的量，碳源越少，反硝化速率越低。

  這也是許多污水處理廠的總氮去除率相對(duì)其他指標(biāo)較低的原因之一。 因此，進(jìn)一步提高脫氮效率是提標(biāo)改造中的另一個(gè)難點(diǎn)與重中之重。

  值得一提的是，為在提高總氮去除率的同時(shí)控制成本，污水處理廠在提標(biāo)改造時(shí)，應(yīng)綜合自身情況采取適宜策略。
 

  1、管理性優(yōu)化措施

  對(duì)于“準(zhǔn)Ⅳ類”標(biāo)準(zhǔn)達(dá)標(biāo)率較高、工藝運(yùn)行成熟、管理水平高且設(shè)施有余量的污水處理廠，從成本上考慮，應(yīng)優(yōu)先采取管理性優(yōu)化措施。

  措施一，調(diào)整工藝運(yùn)行參數(shù)

  為強(qiáng)化反硝化脫氮、提高原水中碳源的利用效率，在保證出水氨氮達(dá)標(biāo)的情況下，應(yīng)適當(dāng)增加硝化液回流比，延長(zhǎng)缺氧段水力停留時(shí)間，保證反硝化階段對(duì)碳 源的充分利用和反硝化的充分反應(yīng)。

  水溫較低時(shí)，可適當(dāng)增加污泥濃度，降低污泥負(fù)荷，有助于抵消低溫帶來(lái)的不利影響。

  但一般污水處理廠投產(chǎn)運(yùn)行后，隨著時(shí)間的推移和運(yùn)行管理的不斷完善，工藝運(yùn)行參數(shù)也會(huì)趨于穩(wěn)定，運(yùn)行參數(shù)上的調(diào)控對(duì)總體的優(yōu) 化幅度有限。

  措施二，投加易降解的外部碳源

  另一種方便有效的措施是投加易降解的外部碳源如甲醇、乙酸、乙酸鈉、葡萄糖等，以提供反硝化反應(yīng)所需的碳源，保證其反應(yīng)進(jìn)行的速率，提高總氮脫除率。碳源投加要考慮水廠的自身情況和以下3方面：

  碳源種類。甲醇存在運(yùn)輸和儲(chǔ)存的危險(xiǎn)性以及高濃度會(huì)對(duì)微生物的活性產(chǎn)生抑制，葡萄糖則難以降解且易引起亞硝態(tài)氮的積累，而乙酸會(huì)帶來(lái)堿度過(guò)度消耗的問(wèn)題。相比較而言，乙酸鈉是更為合適的外加碳源。

  碳源投加點(diǎn)。碳源投加點(diǎn)設(shè)置在缺氧區(qū)前端，可以有效節(jié)約成本，并保證充足的停留時(shí)間，避免CODCr的超標(biāo)。

  投加量的控制。應(yīng)建設(shè)一套完整的碳源計(jì)量投加設(shè)備，并以2.86為標(biāo)準(zhǔn)碳氮比對(duì)脫氮所需的碳源進(jìn)行計(jì)算和精確投加，再結(jié)合尾水CODCr的變化進(jìn)行調(diào)整，最終建立一套碳源精準(zhǔn)投加方案。
 
  2、工程性優(yōu)化措施

  若管理性措施仍然無(wú)法解決出水的總氮問(wèn)題或投藥成本過(guò)高時(shí)，則以開發(fā)內(nèi)部碳源和優(yōu)化碳源分配為主要思路，通過(guò)工程性措施進(jìn)行改造，如改變進(jìn)水點(diǎn)/回流點(diǎn)、優(yōu)化池體功能區(qū)、增加水力停留時(shí)間、改善曝氣設(shè)施等。

  工程應(yīng)用表明，我國(guó)污水處理廠二級(jí)處理工藝主要以AAO、氧化溝以及SBR三種基本的活性污泥法為主，其中以運(yùn)用較為廣泛且成熟的AAO工藝為主。

  迄今為止，已經(jīng)發(fā)展出了眾多的改良型AAO工藝，并逐步應(yīng)用到提標(biāo)改造中。這些改良型 AAO工藝的總體思路是以強(qiáng)化反硝化反應(yīng)、解決碳源分配矛盾為主，旨在開發(fā)內(nèi)部碳源，間接減少投藥成本。

  措施一：前置預(yù)缺氧段。

  在普通AAO工藝前增設(shè)預(yù)缺氧池和回流點(diǎn)，延長(zhǎng)缺氧段水力停留時(shí)間，使得一部分硝化液優(yōu)先接觸進(jìn)水中的優(yōu)質(zhì)碳源，可以產(chǎn)生良好的內(nèi)源脫氮效果，并緩解厭氧段硝態(tài)氮濃度過(guò)高而影響釋磷的問(wèn)題，還可以保證低溫下的脫氮效果。

  措施二：倒置AAO與多點(diǎn)進(jìn)水。

  多點(diǎn)進(jìn)水和倒置缺氧與厭氧區(qū)，使原水中的一部分優(yōu)質(zhì)碳源直接與回流的硝化液進(jìn)行接觸， 能有效提升原水中碳源用于脫氮的效率，從而將碳源優(yōu)先用于反硝化；同時(shí)，另一部分原水則進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)保證釋磷環(huán)境，一定程度上緩解微生物之間對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)。

  若輔以外部碳源或與MBR工藝聯(lián)合，可進(jìn)一步提高處理效果。

  措施三：后置AO段。

  后置AO段旨在進(jìn)一步削減二級(jí)處理尾水中濃度較高的硝態(tài)氮。

  一般可通過(guò)控制好氧段末端曝氣強(qiáng)度，追加后置缺氧區(qū)，同時(shí)輔以投加外部碳源，有效進(jìn)行二次脫氮，同時(shí)末端的好氧區(qū)不僅可結(jié)合生物膜法和MBR工藝進(jìn)行配合處理，也有利于增加尾水中溶解氧濃度，防止二沉池出現(xiàn)二次釋磷。

  措施四：多級(jí)AO工藝。

  多級(jí)AO工藝一般水力停留時(shí)間較長(zhǎng)，對(duì)碳源的利用率較高，硝化液回流量少。另外通過(guò)減少生物池的曝氣量，使溶解氧控制在較低水平，還能大大降低多級(jí)AO的能耗和運(yùn)行成本。

  值得一提的是，上述同樣的思路也可應(yīng)用于氧化溝和間歇曝氣式活性污泥法，即將原有工藝改造為帶回流污泥反硝化的生物除磷脫氮工藝及其變形工藝。

  3、新建工藝

  若以上措施仍然不能解決脫氮問(wèn)題并且用地存在余裕的情況下，可選取合適工藝進(jìn)行新建，并與原有工藝有機(jī)結(jié)合，進(jìn)一步強(qiáng)化脫氮。

  應(yīng)用于提標(biāo)改造的工藝種類繁多，但主要是以提高污泥濃度、培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)菌種、提高微生物活性周期為思路的生物膜法與活性污泥法的組合工藝和MBR工藝，以及以處理尾水硝態(tài)氮，結(jié)合投加外部碳源為思路的深度反硝化生物濾池工藝。

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