“3+2回流”技術及其應用

廖建華 段衛磊 李政

摘 要：AO、AAO及其改良工藝處理村鎮污水，進水水質或水量波動大、冬季低溫等因素，導致處理系統沖擊負荷大、脫氮除磷效果不穩定。文中“3+2回流”技術，設置多點回流，可根據進水水質、水量、溫度等波動因素，靈活調整處理系統運維方式，提高達標穩定性，節約建設投資。

關鍵詞：村鎮污水;多點回流;脫氮除磷;穩定達標

1.前言

農村經濟水平、生活方式差異，居民區化糞池、收集管網等不完善，村鎮小作坊等因素，導致村鎮生活污水水質、水量在時間和空間上存在很大差異，冬夏季、節假日、每天各高峰排水時段表現尤為突出，導致村鎮污水處理設施沖擊負荷較大。

AO（厭氧-好氧）和AAO（厭氧-缺氧-好氧或缺氧-厭氧-好氧）及其改良工藝具有構造簡單、總水力停留時間、設計和運行經驗成熟、易控制和不易產生污泥膨脹等一系列優點，是目前我國村鎮污水處理廠中應用最廣泛的同步脫氮除磷工藝之一。AO、AAO工藝生物脫氮除磷涉及到硝化、反硝化、釋磷和吸磷等多個不同的生化反應過程，其中每一個過程的原理不同，其對微生物的組成、基質類型及環境條件的要求也不相同。在進水沖擊負荷增大時，完成脫氮和除磷過程，不可避免地會遇到一些矛盾和沖突，如碳源、污泥齡、硝化和反硝化容量、聚磷菌釋磷和吸磷容量等問題。

因此需要解決在進水氮、磷濃度波動較大、超過設計負荷、冬季低溫等情況下，脫氮除磷效率低和處理后的出水氮、磷指標不能穩定達標的問題。

2.“3+2回流”原理介紹

針對AO、AAO及其改良工藝的常規“1+1”回流方式，即：硝化液回流至缺氧池進水點，污泥回流至厭氧池進水點，本技術增設硝化液回流至調節池中段、厭氧池進水點，并增設污泥回流至好氧池進水點，形成多點回流，簡稱“3+2回流”。

2.1硝化液回流

將好氧池末端的硝化液回流至調節池中段、厭氧池、缺氧池，實現反硝化脫氮效果。各回流點主要作用：

硝化液回流至調節池：有效調節系統污水的濃度;生物反應池碳源不足時，利用進水碳源，在調節池實現預反硝化脫氮功能。

硝化液回流至厭氧池：溫度偏低或進水TN濃度較大時，在厭氧池實現反硝化脫氮功能。

硝化液回流至缺氧池：硝化液回流至缺氧池，實現常規的反硝化脫氮功能。

2.2污泥回流

將二沉池活性污泥回流至厭氧池、好氧池。各回流點主要作用：

污泥回流至厭氧池：補充缺氧池碳源，活性污泥中的微生物通過厭氧作用分解產生碳源，同時促進有機質進一步降解和釋磷，也導致聚磷菌釋放磷，但總體有利于好氧池聚磷菌吸磷和沉淀系統化學除磷;輔助維持缺氧池較高的污泥濃度。

污泥回流至好氧池：直接補充好氧池污泥濃度。

3.“3+2回流”使用方法

“3+2回流”主要適用于村鎮污水水質波動大、冬季低溫、小幅度超過設計負荷、系統達標調試等情況下靈活調整運行方式，有效控制TN、TP，降低建設投資。

3.1根據進水水質情況，調整運維方式

當處理系統進水TP偏低、TN偏高時，開啟調節池、厭氧池、缺氧池硝化液回流，將AAO處理系統按缺氧-缺氧-好氧工藝運維。利用調節池作為預反硝化區，利用厭氧池形成的缺氧狀態，強化反硝化脫氮效果，提高TN達標穩定性。

當處理系統進水TP偏高、TN偏低時，關閉調節池、厭氧池硝化液回流，部分開啟缺氧池硝化液回流，將AAO處理系統按厭氧-厭氧（缺氧）-好氧工藝運維。利用調節池、厭氧池的厭氧狀態，強化生物除磷效果。同時強化二沉池排泥。

當處理系統進水TP偏高、TN偏高時，開啟調節池、缺氧池硝化液回流，關閉厭氧池硝化液回流，將AAO處理系統按厭氧-缺氧-好氧工藝運維。利用調節池作為預反硝化區，強化反硝化脫氮效果;利用厭氧池的厭氧狀態實現生物除磷。同時可考慮投加除磷劑強化除磷效果。

當處理系統進水碳源不足時，關閉厭氧池硝化液回流，開啟調節池、缺氧池硝化液回流，將AAO處理系統按厭氧-缺氧-好氧工藝運維。利用調節池進水碳源實現預反硝化脫氮效果。同時污泥回流至厭氧池和好氧池，厭氧池的微生物厭氧分解產生碳源，可有效補充缺氧池反硝化需要的碳源，也可維持缺氧池較高的污泥濃度，強化反硝化脫氮效果。

3.2 靈活調整污泥濃度

在厭氧池、好氧池分別設置污泥回流，可有效補充缺氧池反硝化需要的碳源，降低外部商品碳源的投加量，節約運維費。同時，可輔助維持缺氧池較高的污泥濃度，提高TN去除效率，在進水小幅度超過設計負荷時、冬季溫度較低或進水碳源不足時，提高達標穩定性。

3.3污水處理系統調試或重啟

在污水處理系統調試或重啟時，各回流點的設置，便于各單元調試期間污水、污泥量的靈活調整與切換。

4.“3+2回流”市場應用

目前已獲得《多點回流的污水處理裝置》的實用新型專利授權，專利號：ZL201920926711.X。

據不完全統計，“3+2回流”技術已在重慶環投集團294座、總處理規模33萬噸/日村鎮污水處理設施推廣使用。不計因促進穩定達標而減少的行政處罰金額等帶來的間接效益，單從建設投資計算：

設置“3+2”回流后，一是工程減量。平均可減少缺氧池約2h的水力停留時間，由此累計可減少建設2750方池容，按建設費1000元/方估算，節約建設投資2750萬元。二是工程增量。在污水廠主反應區需延伸污泥回流、硝化液回流管線，按照實際投資增量平均0.17萬元/廠計，增加建設投資約50萬元。產生經濟效益約2700萬元。

5.延伸思考

5.1污水主管厭氧功能的利用

對于村鎮污水處理設施，廠區前端一般都有一定長度污水收集主管，污水在管網中會呈現厭氧或缺氧狀態。該段管網可考慮廠區處理設施的預處理系統使用，從而降低污水處理廠投資，但具體效果需進一步論證。

5.2調節池厭氧功能的利用

對于中小規模污水設施，一般前段設置HRT4-8h的調節池用于調整進入生物反應池的水量、水質。在水量波動小、水質波動較大的情況下，可考慮調節池的下部空間（如，HRT1-3h）作為厭氧段或缺氧段使用。

5.3二沉池易產生磷的釋放

對于AO、AAO及其改良工藝，進入沉淀池的處理水要保持一定濃度的溶解氧，減少停留時間，防止沉淀池產生厭氧狀態和污泥釋放磷的現象出現。但溶解氧也不宜過高，以防止硝化液回流對缺氧段的干擾，根據重慶環投集團的運維經驗，建議村鎮污水處理設施的好氧段末端出水溶解氧控制在2.0mg/L左右。

5.4缺氧池至好氧池采用頂部連通方式

對于AO、AAO及其改良工藝，難點在于出水TN、TP的控制，TP的控制，可通過投加化學藥劑（如，PAC等）輔助去除。在TN去除方面應注意，缺氧池至好氧池應采用頂部連通方式，以維持缺氧池較高的活性污泥濃度，在不增加建設投資的情況下提高反硝化效率，在工程實踐中非常實用。

6.結論

“3+2”回流技術通過各回流點位的巧妙設置，可根據進水水質、水量情況靈活調整運維方式，減少建設投資，提高處理系統達標穩定性。通過重慶環投集團近300座村鎮污水廠應用驗證，技術穩定可行，適用于中小規模污水處理設施。

作者簡介：廖建華（1966.2-），男，重慶人，重慶建大城環學院市政工程專業，碩士生。