對全國不同地區的市政污水處理廠(chǎng)進(jìn)水水質(zhì)統計發(fā)現，以碳氮比為主要評價(jià)指標，低碳源進(jìn)水情況普遍存在。低碳源市政污水處理的優(yōu)化運行技術(shù)措施可以從原水碳源深度挖掘和外部碳源優(yōu)化利用兩個(gè)方面進(jìn)行。

溶解氧精確控制、好氧池末端設置脫氣區等措施在節省碳源方面具有有益效果。在傳統生化處理工藝的厭氧段前增加預缺氧進(jìn)行改良，采用預缺氧-厭氧兩段分配進(jìn)水，或采用厭氧-缺氧沿程分段進(jìn)水，可平衡生化脫氮除磷對碳源的利用，提高原水碳源利用效率。

應用反硝化速率進(jìn)行外部碳源效率評價(jià)是經(jīng)濟有效的碳源篩選技術(shù)手段，配合碳源精確投加系統，可最大化實(shí)現外部碳源投加的降本增效。

隨著(zhù)國內大部分受納水體的環(huán)境容量變小，以及愈加嚴格的環(huán)境政策，越來(lái)越多的市政污水處理廠(chǎng)出水水質(zhì)要求達到《城鎮污水處理廠(chǎng)污染物排放標準》(GB 18918-2002)的一級A標準，并有進(jìn)一步提高標準的趨勢。

按照《室外排水設計規范》(GB 50014-2006)建議的生物脫氮的污水碳氮比BOD5/TKN>4，目前我國不同地區均存在原水碳源不足、碳氮比低的情況，氮磷達標排放存在難度大和達標成本高的問(wèn)題。

國內大部分市政污水處理廠(chǎng)采用AAO、氧化溝、SBR等3大類(lèi)工藝及其變形工藝，主要為生物脫氮除磷方式。反硝化脫氮和生物除磷涉及的微生物大部分是異養細菌，對碳源有競爭，當進(jìn)水碳源不足時(shí)，該矛盾尤其突出。為保證出水達標，通常采用外加碳源的方式提高脫氮除磷效率，增加化學(xué)除磷措施保障出水TP達標，兩類(lèi)藥劑的投加增加了污水處理成本。

因此開(kāi)發(fā)適應低碳源進(jìn)水的高效低耗脫氮除磷技術(shù)具有重要意義。低碳源污水處理可以通過(guò)優(yōu)化工藝參數和控制方式，提升原水碳源的利用效率，從而強化生物脫氮除磷效果并節約運行成本。

當系統原水碳源不足以完成脫氮要求時(shí)，需要投加外部碳源。針對外加碳源的優(yōu)化控制方式包含碳源種類(lèi)的篩選、投加點(diǎn)位的選擇和投加量精細化等。

本文對國內不同地區的污水處理廠(chǎng)進(jìn)水碳源情況進(jìn)行了統計和調研;針對原水碳源不足的水廠(chǎng)采用不同的技術(shù)手段進(jìn)行了試驗研究和工程應用，從工藝優(yōu)化與碳源高效利用等方面分析提出了低碳源市政污水高效達標的技術(shù)措施。

1 市政污水低碳源情況分析

為研究不同地區市政污水的碳源情況，分別選定京津冀地區和云南地區的典型污水處理廠(chǎng)進(jìn)水進(jìn)行統計分析。京津冀地區的11座市政污水處理廠(chǎng)原水BOD5/TN不足4的有8座，占72.7%，見(jiàn)圖1a。

南方市政污水的碳氮比較北方更低，對云南地區的13座污水處理廠(chǎng)的進(jìn)水進(jìn)行分析，見(jiàn)圖1b，只有一座污水處理廠(chǎng)的進(jìn)水BOD5/TN超過(guò)4，低碳氮比污水占比達到90%以上。郭泓利等選取國內分布在19個(gè)省市自治區的127 座污水處理廠(chǎng)的進(jìn)水水質(zhì)進(jìn)行了統計分析，80%的污水處理廠(chǎng)BOD5/TN<3.6，僅10%的污水處理廠(chǎng)大于4。

韋啟信等基于住房和城鄉建設部城鎮污水處理數據管理系統的水質(zhì)數據也表明，我國70%左右的城鎮污水處理廠(chǎng)進(jìn)水BOD5/TN低于4，且南方城市較北方城市碳氮比更低。因此碳源不足的問(wèn)題在全國范圍內普遍存在。

2 原水碳源高效利用優(yōu)化措施

2.1傳統工藝的改良

改良型的AAO、氧化溝和SBR工藝，是在傳統工藝的前段增加一段預缺氧區(SBR工藝是在時(shí)間順序上增加一段缺氧反應時(shí)間)，主要目的是將外回流帶來(lái)的NO-3-N在此區域進(jìn)行反硝化，為后段的厭氧釋磷創(chuàng )造更好的厭氧環(huán)境;同時(shí)預缺氧段進(jìn)水中的原水有機物進(jìn)行一定程度的水解后，更容易被聚磷菌利用。同時(shí)，增加預缺氧區，原水在碳源分配上將具有更多的選擇性，有利于污水處理廠(chǎng)在運行時(shí)摸索出最佳的碳源分配方式，將原水碳源利用最優(yōu)化。

深圳某20萬(wàn)m3/d的改良AAO工藝項目中對預缺氧/厭氧的進(jìn)水比進(jìn)行了試驗研究，結果見(jiàn)圖2，在其他工藝條件不變的情況下，預缺氧/厭氧配水比從2降低到1的過(guò)程中，溶解性COD在厭氧和缺氧段的濃度下降趨勢增大、出水的NO-3-N濃度基本維持穩定、而出水TP濃度逐漸降低。

表明在該配水比范圍內，隨著(zhù)厭氧進(jìn)水量的增大，厭氧釋磷效果增強，并可維持反硝化效率，原水碳源利用率逐漸升高。當繼續降低預缺氧/厭氧進(jìn)水比到0.5，厭氧釋磷達到最大，出水TP進(jìn)一步降低，但出水NO-3-N升高，當該比例降低到0.2時(shí)，出水TP和NO-3-N均升高，并且預缺氧段和厭氧段的NO-3-N濃度明顯升高，破壞了厭氧環(huán)境，影響除磷效果。

綜上所述，改良的AAO工藝通過(guò)調整進(jìn)水比例，在不增加外部碳源的條件下，可較大程度地增加工藝過(guò)程的氮磷污染物去除效率。該措施已經(jīng)在多個(gè)項目中進(jìn)行應用和推廣，獲得了良好的效果反饋。

2.2分段進(jìn)水的技術(shù)措施

分段進(jìn)水是在傳統生化處理工藝上的進(jìn)一步改進(jìn)，主要目的是通過(guò)進(jìn)水在沿程方向上的分布，精細化利用原水碳源。目前分段進(jìn)水大多用于多級AO工藝和改良的AAO工藝中，多級AO分段進(jìn)水中前一段原水的硝化產(chǎn)物直接進(jìn)入下一段缺氧區進(jìn)行反硝化，因此可以較大程度地減少硝化液回流，提高TN理論去除效率并節約能源，但該工藝難以形成穩定的厭氧條件，在提高TN去除的前提下，犧牲了TP的去除效果。

在改良的AAO工藝中實(shí)施分段進(jìn)水，可一定程度上平衡TN和TP去除對碳源需求的矛盾。

山東濟南某AAO工藝市政污水處理廠(chǎng)分三期建設，規模分別為1萬(wàn)m3/d、2萬(wàn)m3/d和3萬(wàn)m3/d，進(jìn)水BOD5/TN長(cháng)期小于3，為了改善脫氮效果，該廠(chǎng)二期進(jìn)行了分段進(jìn)水的改造。實(shí)施方式是將進(jìn)水分配到厭氧段和缺氧段，缺氧段沿程在池前端和中部進(jìn)一步分為兩部分進(jìn)水，使缺氧進(jìn)水更加均勻地分布在整個(gè)池內，增加混合程度，提高反應效率。

編輯：王媛媛