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随着经济的飞速发展和人口的不断增长,水资源短缺和水环境污染问题日益凸显。A2/O工艺作为废水脱氮除磷处理的主流工艺,近年来在我国城镇污水处理领域发挥了巨大的作用。但伴随着污染物排放标准的提高,以A2/O作为主体工艺的污水处理厂,面临着出水氨氮、TN等指标无法满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准的问题,亟需进行升级改造。本课题针对A2/O工艺污水处理厂目前存在的好氧池控制曝气则硝化不足,强化曝气则易造成二沉池污泥上浮等问题,充分发挥旁流工艺及曝气生物滤池技术优势,提出以旁流压力式曝气生物滤池强化工艺系统硝化效能进而提高脱氮能力的工艺思路,重点开展基于旁流压力式生物滤池强化硝化的A2/O组合工艺特性研究,总结得出组合工艺优化技术参数,为A2/O工艺污水处理厂提标改造提供技术参考。A2/O反应器经过20天后完成启动,旁流压力式生物滤池经19天后挂膜成功,随后二者联动,组合工艺连续运行20天后,COD、TN、NH3-N、TP的去除率分别维持在95%、89%、96%、83%。A2/O+旁流压力式生物滤池(常压)组合工艺中NH3-N、TN、COD的出水浓度完全达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准,启动完成。在相同气水比条件下运行时,加压状态下生物滤池内部的溶解氧明显高于常压状态下生物滤池内部的溶解氧。当旁流压力式生物滤池的气水比由2:1提高到5:1时,反应器内部的工作压力由0.12MPa提高到0.17MPa,溶解氧由2.51mg/L提高到4.41mg/L。但是随着工作压力的增加,反应器中溶解氧的增长速度逐渐变缓。确定旁流压力式生物滤池反冲洗方式为气冲-气水联合冲-水冲,反冲程序及参数为:气冲5min,气水联合冲洗5min,水冲10min,气冲强度为15L/(m2.s),水冲强度为8L/(m2.s),反冲洗周期为7天。试验对比考察了气水比、水力负荷对常压及加压状态下旁流压力式生物滤池污染物去除效能的影响作用规律,表明加压状态下的污染物去除效果以及曝气能耗优于常压状态,当旁流压力式生物滤池压力为0.12MPa、DO=3.02mg/L、气水比为2:1、进水流量30L/h、HRT=2h时,旁流压力式生物滤池污染物去除效能最佳。对加压(0.12MPa)与常压状态下的A2/O+旁流压力式生物滤池组合工艺硝化液回流比进行优化。试验确定了两种状态下组合工艺最佳回流比以及各项污染物最优去除效能。对系统进行加压,控制内回流比100%、生物滤池回流比100%(共200%)时,组合工艺的脱氮效能最佳,TN与NH3-N的去除率分别达到了91.19%、97.51%。通过对比加压状态及常压状态的污染物去除效率,加压状态的组合工艺曝气量低,脱氮效果更佳。对组合工艺A2/O好氧池曝气量(DO)与旁流压力式生物滤池运行压力(DO)开展协调优化控制。当好氧池曝气量150L/h(DO=2.0~2.5mg/L)、滤池曝气量90L/h(压力为0.14MPa,DO=3.41~3.6mg/L)时,TN去除率较最高去除率低0.85%,但出水TN浓度为5.88mg/L,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准要求,且此DO协调优化条件下,工艺系统运行总能耗最低。考察了A2/O+旁流压力式生物滤池组合工艺处理实际生活污水时的污染物长期去除效能,组合工艺的去污效能:COD的平均去除率为88.7%,平均出水浓度46.28mg/L;氨氮的平均去除率为95.41%,平均出水浓度2.15mg/L;TN的平均去除率为83.08%,平均出水浓度10.64mg/L。以上三个水质指标均达到国家一级A排放标准。TP的平均去除率为72.1%,平均出水浓度1.63mg/L,出水没有达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)一级A标准。组合工艺各项污染物去除指标都要优于传统A2/O工艺,且在有效提高A2/O主流工艺脱氮效能的同时,实现曝气控制优化并解决二沉池污泥上浮等问题。