当前我国污水厂出水面临由原来二级排放标准(GB/T18918-2002)升级为以回用为目的的一级A标准或城市再生水水质标准(GB/T18920-2002)的问题,因此污水厂的处理工艺在二级生物处理基础上需要升级改造,增加深度处理单元或者重新在污水处理全流程上改进工艺。另外,污水中的微量有机物的危害和去除也备受关注。在此背景下,本研究选择气浮和好气滤池技术,分别取代传统的沉淀和过滤技术,将气浮—好气滤池组合作为城市污水厂再生水深度处理工艺。通过试验研究了气浮和好气滤池单元技术的适宜运行参数,全面验证评价了气浮—好气滤池工艺在提高二级出水常规水质指标(色度、COD、氨氮、总磷、浊度、UV254、细菌总数等)和典型微量有机物邻苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP)的去除效能。首先优化了气浮的前处理工艺:絮凝反应。通过试验确定了合适的絮凝操作参数:三级搅拌,搅拌强度50/30/20(S-1),反应时间20min;根据气浮对二级出水中的COD、TP、浊度等指标的处理效果,优选了聚合氯化铝(PAC)作为絮凝剂,在试验水质条件下,确定30mg/L作为最佳絮凝剂投加量。气泡粒径和释气量是气浮工艺的2个重要参数,而决定这2个参数大小的关键是气液混合泵溶气系统的溶气压力和回流比,实验确定的适宜参数是:溶气压力4.5kgf/cm2;回流比40%。好气滤池的挂膜启动采用先以小流量进水,然后逐渐增加进水流量到设计流量的自然挂膜法。在低COD、高氨氮二级出水水质条件下,20d后能得到处理效果稳定的硝化生物膜。好气滤池采用上向流不易发生气阻,同时能有效延长过滤周期,也能保证出水质量;试验确定了滤池的反冲洗以滤池水头损失增加到1m作为过滤周期的终点;反冲洗后滤池的恢复能力较强,在4h内就能恢复到滤池反冲洗前的处理状态。试验认为,好气滤池出水溶解氧为2mg/L即能保证溶解氧的充足。好气滤池的充氧方式采用曝气充氧和预充氧方式结合,曝气装置上部为曝气充氧状态,而下部设计为预充氧状态,采用上向流就能充分利用气浮出水中的饱和溶解氧作为好气滤池的下部预充氧。对于低浓度的二级出水,絮凝-气浮工艺和絮凝-沉淀工艺对水中的浊度、COD、UV254以及细菌总数指标都具有较高的去除率,出水水质均能得到进一步提高;在低投加絮凝剂量的条件下,絮凝-气浮工艺对各指标的去除率高于絮凝-沉淀工艺。好气滤池与普通快滤池在去除二级出水中的COD、浊度等指标方面,都可以进一步提高出水水质,但处理的原理不同,好气滤池除了物化作用外,更强调的是生物作用,而普通快滤池主要是物化作用。好气滤池对二级出水中氨氮指标去除率很高,而普通快滤池基本没有去除效果。试验证明,在二级排放标准的进水水质条件下,经过气浮-好气滤池深度处理工艺,水中的色度、COD、氨氮、总磷、浊度等指标均能达到城市污水排放一级A标准(GB/T18918-2002)和城市杂用水水质标准(GB/T18920-2002);同时二级出水中UV254和细菌总数得到很好的去除。试验结果显示,工艺流程中气浮单元对有机物、浊度、总磷及UV254的去除起到关键作用,而后续的好气滤池单元主要降低了氨氮指标,对浊度、有机物指标的去除起到把关作用。试验发现,生活污水通过二级生物处理和气浮—好气滤池工艺后,DEHP的浓度很低,最低降到了1.3ug/L,低于国家标准规定的8ug/L的要求。通过对气浮和沉淀单元的比较,发现沉淀更有利于DEHP的去除,气浮过程中容易导致吸附在絮体颗粒上的DEHP重新回到水中,对DEHP的去除不利。在外投加DEHP的情况下,二级生物处理、絮凝—沉淀、絮凝—气浮、好气滤池等工艺对DEHP的去除都显示了较好的去除效果,但处理出水中DEHP的浓度仍然远远高于国家标准,因此,传统的二级生物处理和絮凝—气浮/沉淀—好气滤池工艺不适宜高浓度DEHP的去除。