论文导读：国家对太湖流域城镇污水处理厂尾水排放提出了更加严格的要求。江苏省需完成太湖流域169个城镇污水处理厂的除磷脱氮提标改造工程。太湖流域城镇污水处理厂除磷脱氮提标改造工程是一项全新的工作。
关键词：城镇污水处理，除磷脱氮，提标改造
1技术攻关背景及研究内容
1.1背景
2007年春末夏初，太湖蓝藻爆发，引发无锡供水危机。此后，国家对太湖流域城镇污水处理厂尾水排放提出了更加严格的要求，新（扩）建城镇污水处理厂必须按照《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）一级标准A标准实施建设。
根据国家和江苏省太湖流域水污染防治工作的总体部署，在2010年底前，江苏省需完成太湖流域169个城镇污水处理厂的除磷脱氮提标改造工程，总规模364.82万立方米/日，预计投资约27亿元。
太湖流域城镇污水处理厂除磷脱氮提标改造工程是一项全新的工作，时间紧、任务重、系统性强，可供借鉴的经验不多，指导思想和技术路线不明确，设计参数和建设标准等缺乏。因此，为确保提标改造技术可行，设备材料经济适用，提标改造任务如期完成，江苏省政府决定在省级财政资金中安排专项经费3000万元，由省住房和城乡建设厅集中组织开展太湖流域城镇污水处理厂除磷脱氮提标改造技术攻关示范科技项目，为江苏省太湖流域城镇污水处理厂提标建设工作提供坚实的技术支撑。
1.2研究内容
针对江苏省太湖流域城镇污水处理厂提标建设要求，确立了10个研究课题，立足于示范工程生产性试验，辅以中试、小试，以及调研分析等多种研究形式，广泛借鉴国内外新技术、新材料、新设备，有针对性地开展研究工作。免费论文，除磷脱氮。具体研究内容框架图如下： 
具体的研究内容如下：
（1）污水处理厂主要污染物来源研究：调查太湖流域苏锡常地区主要污染物来源；研究管网建设及运行对污染物浓度变化的影响规律；建立苏南地区城镇污水水质数据库和污水处理厂进水水质预测模型；有针对性的源头污染控制措施及政策建议研究。
（2）碳源投加研究：内部碳源研究，探索初沉池、水解池的设置对后续生物处理系统的影响，以及充分利用生物污泥中碳源的技术措施；外部碳源研究，包括商业碳源及可利用的廉价碳源。
（3）低温生物脱氮效果研究：以示范工程为依托，围绕低温脱氮效果的重要影响因素，以投加填料和采用微滤膜拦截为技术手段，以增加硝化细菌总量、增加活性污泥总量和优化运行为技术关键，重点解决AAO工艺在提标建设中存在的低温生物脱氮效果差而造成出水达标困难的实际问题；与此同时广泛调查研究了苏锡常、江苏其他地区，以及全国部分地区的城镇污水处理厂低温生物脱氮效果，提出提高低温条件下生物脱氮效果的措施。
（4）强化生物处理技术研究：运行优化扩容对生物处理的强化作用及其示范研究；人工填料投加对生物处理的强化作用及其示范研究；污泥曝气再生对生物处理的强化作用及其示范研究；数学模拟技术在强化生物处理中的应用及示范研究；同步化学除磷对生物处理的影响对策及其示范研究；不同生物强化技术的使用条件及其技术经济分析；强化生物技术在示范工程中的设计优化。
（5）深度处理技术研究：污水深度处理技术的机理分析和工程案例总结；典型深度处理技术的验证性中试试验研究；依托示范工程的性能分析和工程性测试；污水脱色技术的研究；污水深度处理工艺流程的技术经济比较分析。
（6）新技术（设备）适用性研究：生物倍增工艺-低溶解氧短程同步硝化反硝化技术研究；城市污水脱氮除磷交互式物化/生化反应器研究；双污泥反硝化聚磷-诱导结晶磷回收工艺；新型多相组合膜生物反应器（MP-MBR）技术；反硝化滤池工艺；超声波污泥减量化研究；盘片式微过滤技术示范研究；生物膜-活性污泥复合工艺（新型填料-AAO）研究；微滤布过滤技术示范研究。
（7）印染废水为主的城镇污水处理厂提标技术研究：印染废水水解池设置问题研究；印染废水水解池技术参数研究；印染废水生物强化处理技术研究；适合城镇污水处理厂提标改造的印染废水深度处理技术研究；印染废水色度达标技术研究；低产泥量印染废水处理技术研究。
（8）人工湿地处理技术研究：太湖流域城镇污水处理厂尾水水质现状分析；人工湿地处理系统组合工艺选择与优化；人工湿地组合工艺集成与示范；组合人工湿地工艺经济技术及其适用性分析；环太湖城镇污水处理厂尾水人工湿地处理工艺设计与优化；人工湿地污水处理技术指南；人工湿地运行和管理操作指南。
（9）城镇污水处理厂短流程工艺研究： MBR工艺、硅藻精土强化生物处理工艺、强化生物脱氮+磁分离工艺、强化生物脱氮+微絮凝过滤工艺及环沟式改良型AAO高效除磷脱氮工艺的研究。
（10）城镇污水处理厂除磷脱氮提标改造技术导则：在前述九个课题研究的基础上总结、汇总、拓展、编制形成适用于太湖流域城镇污水处理厂提标建设的技术导则，用以指导城镇污水处理厂的提标建设、运行等，其内容包含总则、术语、技术路线、预处理技术、生物除磷脱氮技术、深度处理技术、出水稳定处理技术、附录及条文说明。
2重点解决的关键技术问题
（1）查明污水污染物来源，总结污水水质变化规律，提出城镇污水主要污染物参考指标及源头控制措施，建立污水厂进水水质预测模型。
通过制定科学缜密的普查和抽样调查方法，广泛调查苏锡常地区污水水质，了解太湖流域城镇生活、工业企业、公共设施、初期雨水等典型类别的污水污染物来源，针对不同污染源提出主要污染物参考指标和有效的源头控制措施，创建城镇污水水质数据库，建立城镇污水处理厂进水水质预测模型，为新（扩）建污水处理厂的设计、运行、管理提供科学依据。
（2）提出挖掘内部碳源措施，合理设置初沉池和水解池，并选择适用的外加碳源。
优先挖掘城镇污水处理中的内部碳源，针对髙悬浮物城市污水，合理设置或设计初沉池，减少一级处理对后续工艺单元生物脱氮效果的影响；确定最有利于后续脱氮处理的水解工艺参数；通过研究污泥水解转化效率的提高与控制，最大程度地发挥其作为反硝化碳源的潜质；基于生产性实验探讨超声波污泥处理与溶解性COD释放之间的相关关系，使污泥处理污水处理工艺有机结合，有效而经济地开发剩余污泥的碳源。开发利用适宜的外加碳源，对农业废弃物溶出碳源成分、溶出速率进行测定，以控制外加碳源投加比例；提出商业碳源的适用条件。
（3）揭示太湖流域污水水温变化规律，提出改善低温生物脱氮效果的有效措施。
通过对苏锡常等地污水处理厂进水温度调研，找出江苏省太湖流域城镇污水处理厂污水水温变化规律，分析污水厂生物脱氮效果（尤其是低温下）的现状及低温对生物脱氮效果的影响；总结实际污水处理厂低温时的运行参数和去除效果的相关性，分别从运行管理、设计以及工艺改造等方面提出强化低温生物脱氮的具体措施；研究了低温条件下填料投加、使用微滤膜对生物脱氮的强化作用。
（4）提出强化生物除磷脱氮可优先采取的运行优化措施和必要时采用的填料投加、污泥曝气再生、同步化学除磷等工程措施。
通过运行优化提高微生物的活性，实现污泥浓度及环境参数的有效时空优化分布，在不增加反应器物理容积的情况下达到扩容的目的；验证通过工程措施提高微生物浓度和种群数量的可行性；把刺激再生的理论用于提高活性污泥系统中的微生物活性，提高系统的处理性能；准确预测所采取的工程措施能够起到的作用，最大程度发挥资金投入的效益；同步生物化学处理过程中，化学除磷对生物处理系统带来的影响及解决方法；依托示范工程，辅以试验和模拟结果，对不同污水厂生物强化方法的技术经济分析，确定不同技术方法的适用性。
（5）提出可行的反硝化滤池、曝气生物滤池、膜滤池、硅藻精土澄清池等各种深度处理单元、适用条件、设计参数及其优化组合。
提出切合当地实际、有针对性的深度处理技术路线和工艺；筛选除磷效果和絮凝效果较好的高效絮凝剂及其投加方式；提出适合污水深度处理达标排放的最佳混凝反应条件和搅拌强度、适合污水深度处理的滤池控制滤速、反冲洗方式和反冲洗条件；适合当地污水条件的膜过滤技术和预处理方式、在线反冲洗条件和化学清洗条件；开发新型曝气生物滤池——Biofringe，满足不同水质水量、冲击负荷及出水排放标准情况下的不同处理要求；研究反硝化滤池独特的STS/Tetre专利气水分布技术和驱除氮气技术，和硅藻精土与微生物协同治污技术。
（6）开发应用生物倍增工艺、交互式反应器、双污泥工艺、MP-MBR工艺、反硝化滤池、污泥超声波、滤布滤池、转盘滤池、人工填料等新工艺、新技术、新设备、新材料。
①生物倍增工艺—低溶解氧短程同步脱氮技术：为实现同步硝化反硝化脱氮，曝气池内低溶解氧环境稳定实现的技术及控制策略研究；短程硝化效率和同步硝化效率的判定；在现有碳源不足条件下TN一级A达标的工艺调控技术。
②城市污水脱氮除磷交互式物化/生化反应器研究：在单一反应器中物化和生物优化集成技术、生物处理单元中各种不同功能菌群高效运行技术，交互式反应器在针对不同条件下物化与生化协调运行技术，系统抗冲击负荷调控技术；新型硅絮凝剂研制及应用技术：接枝大分子铝（含少量铁离子）在纳米硅颗粒的新工艺、化学絮凝和生物絮凝协同技术，针对太湖流域污水处理厂水质水量特征，研究新型絮凝剂的适用性和高效性。
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