引言
随着经济社会发展，人们的环保意识增强，对于污水处理工作的关注力度越来越大。依据《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918—2002），目前国内城镇污水处理后要达到一级A标准及以上。可见，污水脱氮除磷要求提高，同时药剂使用量增加、能耗增大，污水处理厂要想稳定发展，就必须对脱氮除磷工艺进行优化改进，以达到降本增效提质的目标。目前来看，厌氧-缺氧-好氧法（Anaerobic-Anoxic-Oxic，AAO）因操作简单、成本低廉、方便运行管理等优势，在污水处理厂中广泛应用。以下结合笔者的实践经验，探讨了全流程分析在污水脱氮除磷工艺优化中的运用。
1基于全流程分析的脱氮除磷工艺优化思路
1.1全过程分析
全过程分析是从宏观角度对整个过程进行分析，具有全面、精细、完整的特点。①全面性：从工艺流程的各个环节入手，考虑所有影响除磷除氮效果的因素，包括设备、试剂、人员、环境等；②细化：关注每一个生产细节，通过实验、比较、模拟、预测等方法找出可以优化的点；③完整性：保证某个环节的优化对整个系统有积极的影响，不会干扰正常的工作状态。
1.2脱氮除磷工艺优化思路
结合本厂内污水脱氮除磷工艺，基于全流程分析理念下，工艺优化思路如下：第一，在脱氮除磷过程中，提高生物处理效能，减少对化学药剂的依赖，从而降低药剂费用。要想做到这一点，就必须对AAO生反池进行改造，为聚磷菌、硝化菌、反硝化菌提供更好的环境，提高脱氮除磷效率。结合进出水水质检测值，将降低TN浓度作为工艺优化的首要目标。从生物池出水中的TN构成来看，硝态氮占比90%以上，因此要在反硝化环节发力。第二，外加碳源投加费用高，但为了提高出水水质必须保证碳源充足，因此必须提高碳源的利用效率，充分发挥出碳源的功能。第三，目前系统数据反馈滞后，在化学除磷环节容易过量投加除磷药剂，造成药剂浪费和成本提高。对此，设置在线仪表采集实时数据，提高数据传输效率，从而调整除磷药剂的投加量。第四，整个工艺环节多，且前后工序相互影响，必须提高系统整体的运行稳定性，才能避免出现严重故障问题。对此，从系统性能分析入手，找出可以优化的部位和环节，识别故障风险隐患，制定科学可行的处理方案。
2高效脱氮除磷工艺在污水处理中的应用方法
2.1COD的去除效果分析
对系统净化前后水体中的COD（化学需氧量）进行测试，并对不同时间范围内的数据进行汇总，（化学需氧量）在68.4mg/L～826.4mg/L范围内变化，平均为263.6mg/L，出水口处水中COD（化学需氧量）的平均值约为21.4mg/L，对COD（化学需氧量）的去除率达到了91.9%。净化后的水中COD（化学需氧量）的含量满足地表水环境质量规定的Ⅳ类水体排放要求，由此表明了该净化水处理工艺具有稳定性。
2.2温度和溶解氧量
温度和溶解氧量是制约人工湿地发展的关键因素。在我国高寒缺氧地区(如青藏高原)，生态环境较为脆弱，人工湿地是该地区污水处理的首选工艺，但因自然环境恶劣，植被生长周期短、生理性质发生变化，微生物活性减弱，人工湿地净水系统受到制约，导致其净水效果下降。研究发现，改变运行操作，采用周期运行方式，进行人工曝气，利用温室进行隔离等措施，对该地区人工湿地净水有一定恢复作用。
2.3TP去除效果分析
对系统净化前后水体中的TP（总磷含量）含量进行测试，并对不同时间范围内的含量数据进行汇总、制图的质量浓度在1.2mg/L～7.4mg/L之间变化，平均质量浓度为3.1mg/L，而在出水口处采样，水中TP（总磷）的平均质量浓度降低到了0.52mg/L，对TP（总磷）的去除率达到了83.2%。对TP（总磷）的去除效果显著，能够确保氮化物在不同浓度情况下的过滤效果，满足了地表水环境质量规定的Ⅳ类水体排放要求。
2.4反硝化过程优化
在反硝化环节，保证污水有充足的停留时间，反硝化进程才能更充分。检测发现在缺氧区末端，硝态氮浓度较高，说明反硝化并不充分。为此，其一对好氧区第一廊道的前半段进行改造，根据要求可切换为缺氧区，污水在缺氧段的停留时间延长至5.8h。其二，营造出缺氧环境，有利于硝酸盐在呼吸作用中释放出氮气，为了降低缺氧段溶解氧的浓度，可减少内回流带入的氧气。对好氧区最后廊道的后半段改造，使其变为消耗氧的区域。其三，内回流比也会影响生物脱氮效率，针对目前工艺流程，增加流量计和回流泵变频设备，根据水质水量变化调整内回流比。
2.5优化碳源利用
氮和磷的去除都取决于碳源。如果进水碳源不足，应启动预处理，减少养分消耗，在缺氧段留更多碳源，为反硝化菌提供生长条件。对此，应根据进水水质浓度选配初沉池。然后，在厌氧区前的进水管处设置旁通支管，与缺氧区前段相连，多点同时进水。最后，明确强化目标，在反硝化、释磷等关键反应环节设定目标碳源投加点。系统具有三个碳源进料点，第一个点位于厌氧区，第二个点位于缺氧区的中间，第三个点位于缺氧区的后部，从而有效地提高碳源利用效率。
2.6系统性能优化
考虑到污水成分复杂、来源范围广，进水水质不稳定，一旦超出设计值就可能对整个污水处理系统造成不利影响。为了应对这一情况，对部分池体进行改造，变为可以切换的事故池，提高系统的抗冲击能力。如此，即使面对突发性的恶劣水质，也能对处理系统进行保护，确保污水处理过程的平稳性。同时，制定应急预案，对工作人员进行教育培训，配合模拟演练，增强应急处理能力。
结束语
为了解决目前工业污水净化时脱氮除磷效率低下、经济性差的不足，提出了一种新的高效脱氮除磷工艺技术，通过多级A/O耦合MBR（膜生物反应器）工艺技术，实现了对污水的快速净化处理，根据实际应用表明：1）多级A/O耦合MBR（膜生物反应器）组合工艺，所用设备为一体式的净化处理装置，主要包括了沉淀池、厌氧池、好氧池、MBR（膜生物反应器）膜池等；2）过滤膜采用间歇式曝气的方式对膜组件进行振荡吹扫，实现对过滤膜的定期清洁，提高使用寿命和对污水过滤的经济性。
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