在傳統生物脫氮除磷工藝基礎上，增加污泥膜生物反應器(SMBR)，組成一種強化的生物脫氮工藝。通過對部分二沉池回流污泥進行SMBR延時曝氣處理，并在SMBR中營造一個適合硝化細菌生長的環境，再將富集硝化細菌的污泥回流至好氧池內，大量且高活性的硝化菌大幅提升硝化效率，SMBR出水回流至缺氧池內進行反硝化，或用于廠內回用。此種強化生物脫氮工藝，可減少好氧池的水力停留時間，又能提高污水處理廠的脫氮效率，還可減少并穩定二沉池的剩余污泥，適用于新建污水廠，也可用于現有污水處理廠的提標改造。

1背景技術

目前針對污染物種類及排放標準，污水處理廠多采用生物脫氮除磷工藝。經過多年發展已形成諸如A/A/O系列、氧化溝系列及其他工藝。以A/A/O工藝為例，其中的A/A是英文Anaerobic-anoxic的簡稱，是A/O工藝的改進。污水與回流污泥先進入厭氧池(DO<0.5mg/L)完全混合，經一定時間(1~2h)的厭氧分解后，去除其中的部分BOD，污泥中部分含氮化合物轉化成N2(反硝化)而釋放出來，回流污泥中的聚磷微生物釋放出磷。

然后，混合液流入缺氧池，該池中的反硝化細菌以污水中的含碳有機物為碳源，將好氧池通過內循環回流進來的NO3-還原為N2而釋放出來。接著污水流入好氧池，水中的NH3-H進行硝化反應生成NO3-，同時水中有機物氧化分解供給吸磷微生物以能量，微生物從水中吸收磷，磷進入細胞組織，經沉淀池分離后以富磷污泥的形式從系統中排出。

生物脫氮除磷系統中厭氧、缺氧、好氧過程可以在不同的設備中進行，也可以在同一設備的不同部位完成。一般污水處理廠在該種同步脫氮除磷工藝運行時，由于受多種外界因素的影響，尤其冬季低溫的影響，脫氮效果較差難以滿足當前日益提高的排放標準。

2工藝研究

在原有生物脫氮除磷水處理工藝中新增了一套污泥膜生物反應器(SMBR)，通過SMBR對部分二沉池的回流活性污泥進行延時曝氣，并投加部分高氨氮的污泥濃縮池上清液作為營養，使SMBR中硝化細菌占優勢地位，再將富含硝化細菌的污泥回流至好氧池，增強硝化效果，硝化液回流至缺氧區或廠內進行回用。


如圖1所示，在傳統生物脫氮除磷系統(以A2/O工藝為例)中增加一套污泥膜生物反應器(SMBR)，通過SMBR對部分二沉池的回流活性污泥進行延時曝氣，并投加部分高氨氮的污泥濃縮池上清液作為營養，創造一個適于硝化細菌生長的環境，使SMBR中硝化細菌占優勢地位，再將富含硝化細菌的污泥回流至好氧池增強硝化效果，硝化液回流至缺氧區或廠內進行回用。

3工藝優勢分析

1)SMBR中的純好氧環境，較高的溶解氧促進硝化細菌的生長。

2)SMBR的污泥截留作用，使水力停留時間(HRT)和污泥停留時間(SRT)徹底分開，保證足夠長SRT，有利于硝化細菌的截留。

3)采用污泥濃縮池上清液作為營養源，利用其氨氮底物濃度高，促進硝化細菌生長。

4)SMBR較長的SRT，污泥處于內源呼吸狀態，低COD負荷，高氨氮狀態下促進硝化細菌生長。

5)內源呼吸為放熱反應，有利于維持SMBR較高的反應溫度，有利于硝化細菌的生長。

6)新增的硝化污泥回流至好氧池，使擴培的硝化污泥始終處于好氧環境下，有利于專性好氧的硝化細菌生長。

7)本技術的硝化細菌源于生化系統本身，并隨水質及環境的變化而變化，其菌種對水質的適應性好。

8)SMBR的硝化細菌附著于活性污泥上，回流至好氧池中與池中的活性污泥相容性好，硝化細菌不易流失。而某些單純投加硝化細菌的技術，由于硝化菌缺乏附著的載體，流失嚴重，須不斷投加。

9)SMBR系統與主體生化系統相對獨立，其耐沖擊性及沖擊后的恢復能力較強，可提升脫氮系統整體的穩定性。

10)由于硝化效率的提升，可縮短好氧池停留時間，對于新建項目可減少工程建設投資，對改造項目可提標或增容。

11)污泥內源呼吸，剩余污泥量減少，減少污泥處理系統的成本;膜生物反應器一般多用于污水處理末端，提高出水各項水質，將膜生物反應器作為一種連續培養硝化細菌的模塊，可以大大提高傳統生物脫氮工藝中的脫氮效率，并可以一定程度上減少污泥產量。