在城市污水處理過(guò)程中產(chǎn)生的污泥具有產(chǎn)量大、含水率高、氣味特殊、易腐爛等特點(diǎn)，如何優(yōu)化污泥處理工藝并合理選擇污泥脫水設(shè)備，是當(dāng)下需要考慮的重要問(wèn)題。

中國(guó)污水處理技術(shù)研發(fā)投入顯著提升，先進(jìn)工藝裝備和技術(shù)不斷涌現(xiàn)，并得到推廣應(yīng)用，科研群體人數(shù)和創(chuàng)新能力持續(xù)提高，已進(jìn)入全球前列。

雖然中國(guó)污水處理行業(yè)的快速發(fā)展和取得的矚目成就為支撐中國(guó)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)進(jìn)步和城鎮(zhèn)化進(jìn)程提供了有力的保障，但是，整個(gè)污水處理行業(yè)仍存在市政管網(wǎng)系統(tǒng)及污泥處理處置設(shè)施不健全、創(chuàng)新機(jī)制不完善、污水處理工藝可持續(xù)性差、污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)與區(qū)域水體缺少關(guān)聯(lián)性、“水處理—人類(lèi)社會(huì)—自然環(huán)境”和諧發(fā)展的頂層設(shè)計(jì)缺少系統(tǒng)考慮等問(wèn)題，需要在未來(lái)的行業(yè)發(fā)展中解決。

隨著水資源呈減少趨勢(shì)，廢水排放總量持續(xù)增長(zhǎng)，2006年至2016年，我國(guó)城市污水排放量從362.5億立方米增長(zhǎng)到480.3億立方米，生活污水排放量逐年增加，復(fù)合年均增長(zhǎng)率為2.85%。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，城鎮(zhèn)化率每提高1個(gè)百分點(diǎn)，將會(huì)有一千多萬(wàn)人進(jìn)入城鎮(zhèn)居住和生活，按目前年人均生活污水排放量平均值65噸計(jì)算，將每年至少帶來(lái)6.5億噸的污水排放量，水污染治理的重要性和迫切性不斷提升，市政污水處理市場(chǎng)增長(zhǎng)空間越來(lái)越大。

一、外部碳源篩選和投加方式的優(yōu)化

（1）外部碳源的篩選

外部碳源根據(jù)其來(lái)源可分為兩大類(lèi)：包括甲醇、乙酸、糖類(lèi)等有機(jī)物的傳統(tǒng)碳源；工業(yè)廢水、垃圾滲濾液等有機(jī)污水碳源。不同有機(jī)物在生化系統(tǒng)中具有不同的代謝途徑，導(dǎo)致相應(yīng)的利用效率具有差異性，碳源來(lái)源和經(jīng)濟(jì)性也是篩選中重點(diǎn)考慮的因素。有機(jī)污水碳源的利用具有地域性和項(xiàng)目特殊性，因此一般市政污水處理廠(chǎng)多選擇甲醇、乙酸/乙酸鈉或葡萄糖。利用北方4個(gè)不同市政污水處理廠(chǎng)的活性污泥進(jìn)行反硝化速率試驗(yàn)，評(píng)價(jià)不同污水處理廠(chǎng)污泥對(duì)碳源的利用效率。結(jié)果表明，4個(gè)不同污水處理廠(chǎng)的活性污泥對(duì)不同的碳源表現(xiàn)出不同的反硝化速率，并且具有較大差異，但外加乙酸鈉的反硝化效果均是最佳，葡萄糖和甲醇的反硝化效果則視不同污泥來(lái)源而異。夏瓊瓊等的研究也表明乙酸作為反硝化碳源的反應(yīng)速率高于甲醇、葡萄糖和乙醇，但也有研究表明甲醇作為碳源的反硝化速率和脫氮效果要好于乙酸鈉。因此，在進(jìn)行碳源選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際項(xiàng)目采用上述方法進(jìn)行試驗(yàn)，最終結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益綜合篩選最優(yōu)碳源。

（2）碳源投加方式的優(yōu)化

針對(duì)補(bǔ)充外部碳源的二級(jí)生化處理脫氮，大部分污水處理廠(chǎng)采用在缺氧池投加的方式。投加量的精準(zhǔn)控制是節(jié)省成本的重要方向。碳源精確投加系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電氣柜就地控制、遠(yuǎn)程點(diǎn)動(dòng)控制和遠(yuǎn)程自動(dòng)控制，具有碳源自動(dòng)化投加和專(zhuān)家?guī)焱都拥然旌贤都幽Ｊ剑粤髁繛榍梆?、水質(zhì)儀表參數(shù)為反饋的控制模型進(jìn)行控制。在北京某市政污水處理廠(chǎng)（AAO工藝，規(guī)模3萬(wàn)m/d），采用并聯(lián)運(yùn)行的兩組生化池，分別用碳源精確投加系統(tǒng)和人工調(diào)節(jié)操作控制碳源投加，對(duì)比TN的處理效果。如圖5所示，進(jìn)水TN濃度波動(dòng)較大（23.5~57.6 mg/L），由碳源精確投加系統(tǒng)控制碳源投加量的生化池出水TN全部達(dá)標(biāo)（＜15 mg/L），且波動(dòng)范圍與人工投加系列相比較為平穩(wěn)。由于碳源精確投加系統(tǒng)可根據(jù)處理水量及NO-3-N反饋濃度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)外加碳源投加量，并在硝酸鹽濃度低于一定值時(shí)，停止外加碳源的投加，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)周期內(nèi)，采用碳源精確投加系統(tǒng)的碳源投加量較人工投加量降低32.1%。因此碳源投加的精確化控制對(duì)于保證出水TN濃度穩(wěn)定達(dá)標(biāo)并降低投加量具有較好的實(shí)際應(yīng)用效果。

二、市政污水處理建議性措施

研究現(xiàn)有除砂單元的性能，包括ISS固體負(fù)荷和去除效率，并定期加以維護(hù)。另外，升級(jí)或改造現(xiàn)有的常規(guī)除砂設(shè)備，例如增加水力停留時(shí)間以提高效率。一些例子表明, 經(jīng)簡(jiǎn)單升級(jí)后, 一些常規(guī)的除砂裝置性能提升后可能將生物池混合液揮發(fā)性固體MLVSS/MLSS提高到55％至60％。總之，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查認(rèn)真評(píng)估除砂設(shè)施對(duì)小于200微米顆粒物的去除效率非常必要的?？紤]中國(guó)污水中廣泛存在的高濃度的細(xì)小無(wú)機(jī)固體（ISS），以及ISS對(duì)許多污水處理廠(chǎng)運(yùn)行性能產(chǎn)生的的負(fù)面影響，國(guó)內(nèi)亟需開(kāi)展對(duì)進(jìn)水除砂尤其是ISS高效去除技術(shù)方面的研究或者設(shè)備開(kāi)發(fā)。

基于上述分析，對(duì)改善中國(guó)污水處理廠(chǎng)除砂工藝運(yùn)行性能提供如下的建議：

（1）對(duì)城市污水處理廠(chǎng)污水中和混合液中的揮發(fā)性固體成份進(jìn)行廣泛調(diào)查；測(cè)量和估算不同類(lèi)型除砂工藝的除砂性能，尤其是粒徑低于200微米砂礫去除效率；

（2）通過(guò)提高除砂裝置的效率來(lái)減少過(guò)程中的ISS積累：通過(guò)提高除砂效率可使混合液中的揮發(fā)性固體成分增加約10％，有望將小型污水處理廠(chǎng)的混合液中的揮發(fā)性固體成分提高到55％-60％，中大型污水處理廠(chǎng)(≥50,000 m/d）提高到60 ％- 65%，

污泥發(fā)酵。最大限度地利用污水所含有的COD應(yīng)該是解決生物脫氮除磷工藝中的碳短缺的首要途徑。在充分利用易生物降解的可溶性COD方面, 可以參考蘇黎世污水處理廠(chǎng)。在充分利用可生物降解的固體COD方面,初沉污泥發(fā)酵是一種被廣泛應(yīng)用的技術(shù)。中國(guó)某地生產(chǎn)規(guī)模污水廠(chǎng)初沉污泥發(fā)酵數(shù)據(jù),從進(jìn)料到出料，平均增加40 mg-VFA/L揮發(fā)性脂肪酸(VFA)。同時(shí)，利用回流活性污泥（和在線(xiàn)混合液）發(fā)酵技術(shù)改善脫氮除磷效果已在丹麥、瑞典和美國(guó)和歐洲等國(guó)家得到廣泛應(yīng)用。中國(guó)已經(jīng)有初沉污泥和活性污泥發(fā)酵的工程實(shí)例, 但缺乏長(zhǎng)期成功運(yùn)營(yíng)報(bào)告, 因此, 影響了污泥發(fā)酵技術(shù)的廣泛應(yīng)用，這可能是由于國(guó)內(nèi)對(duì)這些污泥發(fā)酵項(xiàng)目后期長(zhǎng)周期跟蹤性研究不夠所致。

低碳要求的營(yíng)養(yǎng)物去除工藝。可以考慮采用像BCFS（生物化學(xué)除磷和除氮），SANI (綜合硫酸鹽還原，自養(yǎng)反硝化和硝化)和MABR（膜曝氣生物反應(yīng)器）等可在低碳情況下去除營(yíng)養(yǎng)物的工藝。BCFS和MABR已被行業(yè)規(guī)?；瘧?yīng)用，SANI處于中試規(guī)模,仍然有待工程尺度的應(yīng)用驗(yàn)證。此外，西安四污出現(xiàn)的主流厭氧氨氧化現(xiàn)象也值得進(jìn)一步關(guān)注和研究。

作者：杭州近源環(huán)?！　?lái)源：杭州近源環(huán)保