石家莊市橋西污水處理廠（以下簡稱橋西污水處理廠）二期工程總投資4．6億人民幣，占地9 061m2，收水范圍包含了京廣鐵路以西、石太電氣化鐵路和北泄洪渠以東、銀岐高速公路以南所有城市污水，服務范圍為94．7km2，設計日處理能力為20萬t，采用改良生物除磷脫氮處理工藝，出水達到國家《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB 18918—2002）一級A標準（以下簡稱一級A標準），設計的進出水水質見表1［1-2］。該廠已于2009年8月試運行。

表1 石家莊市橋西污水處理廠二期工程設計進出水水質指標

Tab．1 Water quality index of influent and effluent in engineering design of Qiaoxi wastewater treatment plant　　 mg／L

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1 A2／O工藝原理介紹

原污水及從二沉池回流的部分含磷污泥首先進入厭氧池，為聚磷菌進行充分的磷釋放提供必要的停留空間和適合的環境條件，從而提高系統除磷能力，同時還可以改善污泥的沉降性能；在缺氧池中，反硝化細菌利用污水中的有機物作碳源，將回流混合液中帶入的NO3-N和NO2-N還原為N2從系統排除；在好氧池中，有機物被最終氧化分解，NH3被氧化成NO3-N，并且通過聚磷菌的超量吸收達到了去除系統中磷的目的［3］。好氧池完成氨氮的硝化過程，缺氧池則完成脫氮功能，厭氧池和好氧池聯合完成除磷功能。

2 改良A2／O工藝流程

2．1 采用改良A2／O工藝的原因

在原有的運行條件下，由于外回流污泥中NO3-N的引入，將破壞厭氧池的厭氧環境，另外，由于聚磷菌厭氧釋磷和反硝化菌還原NO3-N都需要利用有機碳源，但是，聚磷菌在和反硝化菌競爭碳源的過程中屬于弱勢菌群，要等NO3-N反硝化完成后才開始磷的釋放，這就影響了磷的厭氧釋放，從而影響了后續過程中磷的吸收，使除磷效果下降。

2．2 改良A2／O工藝流程圖

為滿足生產運行需要，橋西污水處理廠擴建二期工程采用了改良A2／O工藝，即生物池包含前置反硝化段、厭氧段、第1缺氧段、第1好氧段、第2缺氧段、第2好氧段6段。工藝前端設置前置反硝化段，其主要目的是在原水碳源不充足時，在充分脫氮的同時，還能達到很好的除磷效果。原水碳源不足導致了出水中NO3-N濃度較高，大量的NO3-N 隨回流污泥進入前置反硝化段并進行反硝化，消耗水中的BOD，抑制了厭氧段磷的有效釋放，在好氧段磷的吸收作用就不能很好的完成，導致了除磷效果不佳。因此在工藝最前端設置反硝化段，全部回流污泥和約10％～30％的進水量進入前置反硝化段中，利用部分進水中的可快速分解的有機物作碳源去除回流污泥中的NO3-N，從而為后續厭氧池聚磷菌的釋磷創造了良好條件。

改良A2／O工藝流程圖如圖1所示。

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圖1 工藝流程簡圖

Fig．1 Flow chart of the sewage treatment process

3 生物池的除磷脫氮過程

3．1 生物池運行中脫氮處理方式

1）若原水中的碳源很不充足，利用原水中的碳源所能完成的反硝化率小于50％，利用混合液外回流完全可滿足反硝化率的要求時，取消第1缺氧池和污泥回流，所有容積全部作為前置反硝化段。

2）若原水中的碳源很不充足，利用原水中的碳源所能完成的反硝化率大于50％，利用外回流不能完全滿足反硝化的要求時，開啟污泥內回流系統，通過調節措施，前置反硝化段部分容積兼作第1缺氧段。

3）若原水中的碳源很充足，利用原水中的碳源可滿足脫氮的要求，可超越第2缺氧池和第2好氧池，不投加外部碳源，此時生物池就變成了一個標準的倒置式A2／O工藝。

4）若出水TN不作為控制指標要求時，也可超越第2缺氧池和第2好氧池。

3．2 污水中的除磷過程

磷在水中存在形式主要以磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機磷的形式存在。橋西污水處理廠除磷工藝采用生物除磷加化學除磷，利用聚磷菌在厭氧條件下釋放磷，在好氧條件下過量吸收磷，把大量的磷吸收在微生物體上，通過對污泥的處理達到除磷的目的。采用改良A2／O工藝，部分磷通過二沉池剩余污泥排放被去除，為達到一級A標準中出水磷的低含量要求，通過三級處理（混凝、沉淀過程），對水中剩余磷進一步處理，保證出水中的總磷達到一級A 標準。在生物除磷過程中，還要注意控制水中硝態氮的含量，因為聚磷菌在無游離氧的情況下可以利用硝態氮中的氧進行氧化反應還原硝態氮為氮氣或三氧化二氮，但是當厭氧段混入大量硝酸鹽時，一部分易降解的碳源被反硝化利用，對于聚磷菌會產生不利影響。

4 運行情況

生物濾池設計運行指標如下：污泥負荷為0．124kg／（kg·d）（以MLSS中BOD計），活性污泥的質量濃度為3．3g／L，泥齡為12d，硝化液回流比為70％，污泥回流100％。具體運行情況見表2。

目前生物濾池運行中污泥負荷較設計值高，硝化反應一般在低負荷下效果較為理想，故應降低污泥負荷。回流比相對較低，在運行控制中低回流比、高污泥濃度容易造成污泥膨脹，污泥齡過長。保持處理穩定的重要因素之一是保持污泥狀態的穩定：1）污泥齡的穩定；2）根據季節和某時段進水指標，調節污泥濃度。

表2 生物濾池運行情況監測數據

Tab．2 Monitoring results of bio-filter running

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5 處理效果

從2011-08-24起連續對生活污水的處理效果進行了監測，因橋西污水處理廠是每星期一、三、五對所有指標進行化驗，數據見表3。

表3 生活污水處理效果監測數據

Tab．3 Results of sewage treatment

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由表3 可見，目前該廠出水指標中BOD5，COD，SS，TN，NH3-N的出水質量濃度均達到設計要求，TP質量濃度開始稍高，但經過一段時間的調試和摸索，也達到了設計要求，而且BOD，COD，SS的去除率都達到了95％以上，去除效率很高。.

6 結語

石家莊市橋西污水處理廠生活污水處理系統經調試后能夠正常運行，出水水質達到設計要求，應用改良A2／O工藝處理生活污水使出水水質穩定性增強，提高了處理效率。再配合使用V型濾池及紫外消毒渠消毒，出水水質可達到一級A 標準，以及高等中水回用標準，有極大的社會和經濟效益。

培菌初期，為了縮短硝化菌的培養時間，可以利用改良A2／O工況變換調整對進水閘門的控制，越過前置反硝化段來縮短水在生物池厭氧段的停留時間，加快了硝化菌的培養，待硝化菌培養好，再開啟前置反硝化段進行反硝化菌的培養。

此外，石家莊市冬季氣溫較低會影響反硝化反應，故在冬季應適當增加泥齡，并降低負荷；并且，在進水條件相同的情況下冬季對碳源的需求相對夏季較高。乙酸鈉在溫度低于15℃時溶解度會大幅度降低。另外，在保證穩定運行的基礎上可逐步實現自動化管理，同時應根據實際情況，對原設計控制參數進行必要的修訂。