按照《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918-2002)的要求，我國早期城市污水處理廠(chǎng)面臨增加脫氮除磷工藝的升級改造。通過(guò)文獻總結了近年國內城市污水處理廠(chǎng)常見(jiàn)的脫氮除磷工藝改造方法。圍繞城市污水處理廠(chǎng)設計、進(jìn)水水質(zhì)指標、工藝選擇、現有構筑物處理能力等問(wèn)題進(jìn)行了分析與探討，為更多的城市污水處理廠(chǎng)實(shí)施脫氮除磷提供參考。

水中污染物的去除是城市污水處理的重要任務(wù)，依照國家相關(guān)標準設計的城市污水處理廠(chǎng)就是完成這一任務(wù)的主要場(chǎng)所。早期國家標準GB 54-73中涉及到的污水標準只是標準中的廢水部分。20世紀 80年代后我國開(kāi)始頒布行業(yè)單獨的排放標準和《污水綜合排放標準》（GB8978-88）。至90年代，GB8978-88標準被修訂成了《污水綜合排放標準》（GB8978-1996）。由于當時(shí)國內城市污水處理廠(chǎng)的建設處于起步階段，標準對城市污水處理廠(chǎng)的要求較低。隨著(zhù)我國國力和環(huán)境意識的不斷提高和增強，對氮、磷的控制越來(lái)越重視。2003年7月1日起我國開(kāi)始實(shí)施新的、專(zhuān)門(mén)性的國家標準《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB18918-2002)。新標準對城鎮污水廠(chǎng)的尾水排放不但提出了明確的要求，而且排放指標也更為嚴格，尤其是對于氮、磷污染物排放標準變化較大。新標準不但對新建污水廠(chǎng)的工藝設計提出了明確要求，而且對我國目前現有污水處理廠(chǎng)的出水排放也提出了功能升級的要求，國內傳統活性污泥法的城市污水處理廠(chǎng)都要面臨增加脫氮除磷工藝升級。

改造工藝分析

傳統活性污泥法沒(méi)有厭氧缺氧環(huán)境，因此沒(méi)有很好的脫氮除磷工藝效果。改造工藝主要都以A/A/O或A/O工藝為基礎進(jìn)行。具體實(shí)現上都集中在如何增加或改造出厭氧和缺氧工藝，其中有通過(guò)控制曝氣強度，調整曝氣池內溶解氧的工藝改造，有通過(guò)增加填料實(shí)現同步硝化反硝化的工藝改造，有采用多級厭（缺）氧好氧兩段法，也有研發(fā)的新工藝，如ECOSUNIDE工藝[8]等。傳統曝氣方法改造后的工藝在脫氮方面同傳統活性污泥法相比有較好的提升，改造后的工藝氨氮指標可以達到一級B標或A標。在除磷方面，雖然增加厭氧池都會(huì )有除磷表現，但是通過(guò)傳統工藝改造并依靠生物除磷達到一級A標，還有一定的難度。使用生物強化除磷和化學(xué)除磷或者其他方法結合可以達到一級A標。

對于脫氮除磷效果較好的工藝幾乎沒(méi)有采用，例如：UCT、Bardenpho等工藝。主要原因是這些工藝流程同傳統活性污泥法有較大差異，從傳統活性污泥法工藝改造過(guò)來(lái)需要增加設備和構筑物較多。而且這些工藝本身國內使用較少，面臨著(zhù)較大的工藝改造風(fēng)險。

在眾多的改造工藝中，效果比較好的是德州污水處理廠(chǎng)、沂水污水處理廠(chǎng)等采用的ECOSUNIDE工藝，具有短時(shí)高效，出水效果好，運行簡(jiǎn)單等特點(diǎn)。同時(shí)工藝回流比較A/A/O低，從節能角度來(lái)說(shuō)也較有優(yōu)勢。

改造工藝中主要問(wèn)題

池體功能升級改造

根據1999年國家城市給水排水研究中心對國內城市污水處理廠(chǎng)的運行狀況調查表明：實(shí)際進(jìn)水COD與設計進(jìn)水COD比值低于1的占65.8%，實(shí)際進(jìn)水BOD5與設計進(jìn)水BOD5比值低于1的占83%，實(shí)際進(jìn)水SS與設計進(jìn)水SS比值低于1的占61.8%[19]。在水量設計上通常還要考慮5-10年規劃水量變化，因此設計結果表現為池體體積偏大，尤其是實(shí)際運行水量、水質(zhì)偏低時(shí)，問(wèn)題更加突出。但是原有工藝改造成脫氮除磷工藝要增加內回流或增加污泥回流量，反而提高了池體的利用率。因此事實(shí)上這些當初設計問(wèn)題遇到升級改造時(shí)反而成了優(yōu)勢。所以國內大部分污水處理廠(chǎng)在現有基礎上是可以升級改造的，在適量增加回流、內回流的情況下，就可以保證水力停留時(shí)間。

脫氮除磷的矛盾

在低碳高氮、磷時(shí)采用常規A/A/O工藝常難以滿(mǎn)足同時(shí)高效脫氮除磷的要求。因此按照A/A/O設計改造的傳統活性污泥法通常不能滿(mǎn)足現有國家標準1級A標，從表1中也可以看出，已建成的還是改造成A/A/O工藝都要配合化學(xué)除磷才能達到1級A標。國內許多污水處理廠(chǎng)面臨進(jìn)水有機負荷偏低（同時(shí)設計進(jìn)水指標取值偏高），碳源不足是造成總磷去除率低的主要原因。而且脫氮和除磷之間存在碳源競爭，回流污泥中大量的硝酸鹽氮的存在會(huì )引起反硝化菌同聚磷菌競爭碳源，導致除磷效果差。

二沉池

傳統活性污泥法工藝改造成脫氮除磷工藝，通常要增加回流泵增大回流量，回流量增加會(huì )減小系統總的水力停留時(shí)間，二沉池沉淀時(shí)間會(huì )縮短。國內污水處理廠(chǎng)大部分低于設計標準運行，因此增加回流比后對于二沉池來(lái)說(shuō)一般都能保證停留時(shí)間。

結論

盡管A/A/O工藝本身有缺點(diǎn)，如內外回流量大、能耗高等，但從文獻國內目前已經(jīng)改造和正在改造的污水處理工藝來(lái)看，還是傾向于使用A/A/O工藝及其變化改良工藝的改造方案，這些工藝在調試運行良好情況下可以達到國內一級B標。要實(shí)現出水磷排放濃度低于0.5mg/L，在現有各工藝條件下，不增加構筑物僅通過(guò)改造曝氣形式等內容實(shí)現難度較大。因此，無(wú)論是現有污水處理廠(chǎng)升級改造，還是新建污水處理廠(chǎng)設計，除磷都會(huì )成為工藝改造的重要限制因素?；瘜W(xué)除磷增加了工藝的復雜性和運行成本，研發(fā)高效脫氮除磷的生物工藝，且運行簡(jiǎn)單是當前城市污水處理面臨的主要問(wèn)題。

來(lái)源：粉紅色快訊