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備，是當下需要考慮的重要問(wèn)題。

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

雖然中國污水處理行業(yè)的快速發(fā)展和取得的矚目成就為支撐中國的社會(huì )經(jīng)濟進(jìn)步和城鎮化進(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)系統及污泥處理處置設施不健全、創(chuàng )新機制不完善、污水處理工藝可持續性差、污水處理排放標準與區域水體缺少關(guān)聯(lián)性、“水處理—人類(lèi)社會(huì )—自然環(huán)境”和諧發(fā)展的頂層設計缺少系統考慮等問(wèn)題，需要在未來(lái)的行業(yè)發(fā)展中解決。

隨著(zhù)水資源呈減少趨勢，廢水排放總量持續增長(cháng)，2006年至2016年，我國城市污水排放量從362.5億立方米增長(cháng)到480.3億立方米，生活污水排放量逐年增加，復合年均增長(cháng)率為2.85%。隨著(zhù)我國城鎮化進(jìn)程加快，城鎮化率每提高1個(gè)百分點(diǎn)，將會(huì )有一千多萬(wàn)人進(jìn)入城鎮居住和生活，按目前年人均生活污水排放量平均值65噸計算，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(cháng)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

外部碳源根據其來(lái)源可分為兩大類(lèi)：包括甲醇、乙酸、糖類(lèi)等有機物的傳統碳源；工業(yè)廢水、垃圾滲濾液等有機污水碳源。不同有機物在生化系統中具有不同的代謝途徑，導致相應的利用效率具有差異性，碳源來(lái)源和經(jīng)濟性也是篩選中重點(diǎn)考慮的因素。有機污水碳源的利用具有地域性和項目特殊性，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，評價(jià)不同污水處理廠(chǎng)污泥對碳源的利用效率。結果表明，4個(gè)不同污水處理廠(chǎng)的活性污泥對不同的碳源表現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)，應根據實(shí)際項目采用上述方法進(jìn)行試驗，最終結合經(jīng)濟效益綜合篩選最優(yōu)碳源。

（2）碳源投加方式的優(yōu)化

針對補充外部碳源的二級生化處理脫氮，大部分污水處理廠(chǎng)采用在缺氧池投加的方式。投加量的精準控制是節省成本的重要方向。碳源精確投加系統可以實(shí)現電氣柜就地控制、遠程點(diǎn)動(dòng)控制和遠程自動(dòng)控制，具有碳源自動(dòng)化投加和專(zhuān)家庫投加等混合投加模式，以流量為前饋、水質(zhì)儀表參數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，規模3萬(wàn)m/d），采用并聯(lián)運行的兩組生化池，分別用碳源精確投加系統和人工調節操作控制碳源投加，對比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控制碳源投加量的生化池出水TN全部達標（＜15 mg/L），且波動(dòng)范圍與人工投加系列相比較為平穩。由于碳源精確投加系統可根據處理水量及NO-3-N反饋濃度，實(shí)時(shí)調節外加碳源投加量，并在硝酸鹽濃度低于一定值時(shí)，停止外加碳源的投加，數據統計周期內，采用碳源精確投加系統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于保證出水TN濃度穩定達標并降低投加量具有較好的實(shí)際應用效果。

二、市政污水處理建議性措施

研究現有除砂單元的性能，包括ISS固體負荷和去除效率，并定期加以維護。另外，升級或改造現有的常規除砂設備，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)單升級后, 一些常規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％?？傊?，現場(chǎng)調查認真評估除砂設施對小于200微米顆粒物的去除效率非常必要的?？紤]中國污水中廣泛存在的高濃度的細小無(wú)機固體（ISS），以及ISS對許多污水處理廠(chǎng)運行性能產(chǎn)生的的負面影響，國內亟需開(kāi)展對進(jìn)水除砂尤其是ISS高效去除技術(shù)方面的研究或者設備開(kāi)發(fā)。

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

（1）對城市污水處理廠(chǎng)污水中和混合液中的揮發(fā)性固體成份進(jìn)行廣泛調查；測量和估算不同類(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)酵是一種被廣泛應用的技術(shù)。中國某地生產(chǎn)規模污水廠(chǎng)初沉污泥發(fā)酵數據,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、瑞典和美國和歐洲等國家得到廣泛應用。中國已經(jīng)有初沉污泥和活性污泥發(fā)酵的工程實(shí)例, 但缺乏長(cháng)期成功運營(yíng)報告, 因此, 影響了污泥發(fā)酵技術(shù)的廣泛應用，這可能是由于國內對這些污泥發(fā)酵項目后期長(cháng)周期跟蹤性研究不夠所致。

低碳要求的營(yíng)養物去除工藝?？梢钥紤]采用像BCFS（生物化學(xué)除磷和除氮），SANI (綜合硫酸鹽還原，自養反硝化和硝化)和MABR（膜曝氣生物反應器）等可在低碳情況下去除營(yíng)養物的工藝。BCFS和MABR已被行業(yè)規?；瘧?，SANI處于中試規模,仍然有待工程尺度的應用驗證。此外，西安四污出現的主流厭氧氨氧化現象也值得進(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