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摘 要：AO、AAO及其改良工艺处理村镇污水，进水水质或水量波动大、冬季低温等因素，导致处理系统冲击负荷大、脱氮除磷效果不稳定。文中“3+2回流”技术，设置多点回流，可根据进水水质、水量、温度等波动因素，灵活调整处理系统运维方式，提高达标稳定性，节约建设投资。
关键词：村镇污水;多点回流;脱氮除磷;稳定达标
1.前言
农村经济水平、生活方式差异，居民区化粪池、收集管网等不完善，村镇小作坊等因素，导致村镇生活污水水质、水量在时间和空间上存在很大差异，冬夏季、节假日、每天各高峰排水时段表现尤为突出，导致村镇污水处理设施冲击负荷较大。
AO（厌氧-好氧）和AAO（厌氧-缺氧-好氧或缺氧-厌氧-好氧）及其改良工艺具有构造简单、总水力停留时间、设计和运行经验成熟、易控制和不易产生污泥膨胀等一系列优点，是目前我国村镇污水处理厂中应用最广泛的同步脱氮除磷工艺之一。AO、AAO工艺生物脱氮除磷涉及到硝化、反硝化、释磷和吸磷等多个不同的生化反应过程，其中每一个过程的原理不同，其对微生物的组成、基质类型及环境条件的要求也不相同。在进水冲击负荷增大时，完成脱氮和除磷过程，不可避免地会遇到一些矛盾和冲突，如碳源、污泥龄、硝化和反硝化容量、聚磷菌释磷和吸磷容量等问题。
因此需要解决在进水氮、磷浓度波动较大、超过设计负荷、冬季低温等情况下，脱氮除磷效率低和处理后的出水氮、磷指标不能稳定达标的问题。
2.“3+2回流”原理介绍
针对AO、AAO及其改良工艺的常规“1+1”回流方式，即：硝化液回流至缺氧池进水点，污泥回流至厌氧池进水点，本技术增设硝化液回流至调节池中段、厌氧池进水点，并增设污泥回流至好氧池进水点，形成多点回流，简称“3+2回流”。
2.1硝化液回流
将好氧池末端的硝化液回流至调节池中段、厌氧池、缺氧池，实现反硝化脱氮效果。各回流点主要作用：
硝化液回流至调节池：有效调节系统污水的浓度;生物反应池碳源不足时，利用进水碳源，在调节池实现预反硝化脱氮功能。
硝化液回流至厌氧池：温度偏低或进水TN浓度较大时，在厌氧池实现反硝化脱氮功能。
硝化液回流至缺氧池：硝化液回流至缺氧池，实现常规的反硝化脱氮功能。
2.2污泥回流
将二沉池活性污泥回流至厌氧池、好氧池。各回流点主要作用：
污泥回流至厌氧池：补充缺氧池碳源，活性污泥中的微生物通过厌氧作用分解产生碳源，同时促进有机质进一步降解和释磷，也导致聚磷菌释放磷，但总体有利于好氧池聚磷菌吸磷和沉淀系统化学除磷;辅助维持缺氧池较高的污泥浓度。
污泥回流至好氧池：直接补充好氧池污泥浓度。
3.“3+2回流”使用方法
“3+2回流”主要适用于村镇污水水质波动大、冬季低温、小幅度超过设计负荷、系统达标调试等情况下灵活调整运行方式，有效控制TN、TP，降低建设投资。
3.1根据进水水质情况，调整运维方式
当处理系统进水TP偏低、TN偏高时，开启调节池、厌氧池、缺氧池硝化液回流，将AAO处理系统按缺氧-缺氧-好氧工艺运维。利用调节池作为预反硝化区，利用厌氧池形成的缺氧状态，强化反硝化脱氮效果，提高TN达标稳定性。
当处理系统进水TP偏高、TN偏低时，关闭调节池、厌氧池硝化液回流，部分开启缺氧池硝化液回流，将AAO处理系统按厌氧-厌氧（缺氧）-好氧工艺运维。利用调节池、厌氧池的厌氧状态，强化生物除磷效果。同时强化二沉池排泥。
当处理系统进水TP偏高、TN偏高时，开启调节池、缺氧池硝化液回流，关闭厌氧池硝化液回流，将AAO处理系统按厌氧-缺氧-好氧工艺运维。利用调节池作为预反硝化区，强化反硝化脱氮效果;利用厌氧池的厌氧状态实现生物除磷。同时可考虑投加除磷剂强化除磷效果。
当处理系统进水碳源不足时，关闭厌氧池硝化液回流，开启调节池、缺氧池硝化液回流，将AAO处理系统按厌氧-缺氧-好氧工艺运维。利用调节池进水碳源实现预反硝化脱氮效果。同时污泥回流至厌氧池和好氧池，厌氧池的微生物厌氧分解产生碳源，可有效补充缺氧池反硝化需要的碳源，也可维持缺氧池较高的污泥浓度，强化反硝化脱氮效果。
3.2 灵活调整污泥浓度
在厌氧池、好氧池分别设置污泥回流，可有效补充缺氧池反硝化需要的碳源，降低外部商品碳源的投加量，节约运维费。同时，可辅助维持缺氧池较高的污泥浓度，提高TN去除效率，在进水小幅度超过设计负荷时、冬季温度较低或進水碳源不足时，提高达标稳定性。
3.3污水处理系统调试或重启
在污水处理系统调试或重启时，各回流点的设置，便于各单元调试期间污水、污泥量的灵活调整与切换。
4.“3+2回流”市场应用
目前已获得《多点回流的污水处理装置》的实用新型专利授权，专利号：ZL201920926711.X。
据不完全统计，“3+2回流”技术已在重庆环投集团294座、总处理规模33万吨/日村镇污水处理设施推广使用。不计因促进稳定达标而减少的行政处罚金额等带来的间接效益，单从建设投资计算：
设置“3+2”回流后，一是工程减量。平均可减少缺氧池约2h的水力停留时间，由此累计可减少建设2750方池容，按建设费1000元/方估算，节约建设投资2750万元。二是工程增量。在污水厂主反应区需延伸污泥回流、硝化液回流管线，按照实际投资增量平均0.17万元/厂计，增加建设投资约50万元。产生经济效益约2700万元。
5.延伸思考
5.1污水主管厌氧功能的利用
对于村镇污水处理设施，厂区前端一般都有一定长度污水收集主管，污水在管网中会呈现厌氧或缺氧状态。该段管网可考虑厂区处理设施的预处理系统使用，从而降低污水处理厂投资，但具体效果需进一步论证。
5.2调节池厌氧功能的利用
对于中小规模污水设施，一般前段设置HRT4-8h的调节池用于调整进入生物反应池的水量、水质。在水量波动小、水质波动较大的情况下，可考虑调节池的下部空间（如，HRT1-3h）作为厌氧段或缺氧段使用。
5.3二沉池易产生磷的释放
对于AO、AAO及其改良工艺，进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止沉淀池产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现。但溶解氧也不宜过高，以防止硝化液回流对缺氧段的干扰，根据重庆环投集团的运维经验，建议村镇污水处理设施的好氧段末端出水溶解氧控制在2.0mg/L左右。
5.4缺氧池至好氧池采用顶部连通方式
对于AO、AAO及其改良工艺，难点在于出水TN、TP的控制，TP的控制，可通过投加化学药剂（如，PAC等）辅助去除。在TN去除方面应注意，缺氧池至好氧池应采用顶部连通方式，以维持缺氧池较高的活性污泥浓度，在不增加建设投资的情况下提高反硝化效率，在工程实践中非常实用。
6.结论
“3+2”回流技术通过各回流点位的巧妙设置，可根据进水水质、水量情况灵活调整运维方式，减少建设投资，提高处理系统达标稳定性。通过重庆环投集团近300座村镇污水厂应用验证，技术稳定可行，适用于中小规模污水处理设施。
作者简介：廖建华（1966.2-），男，重庆人，重庆建大城环学院市政工程专业，硕士生。
关键词：村镇污水;多点回流;脱氮除磷;稳定达标
1.前言
农村经济水平、生活方式差异，居民区化粪池、收集管网等不完善，村镇小作坊等因素，导致村镇生活污水水质、水量在时间和空间上存在很大差异，冬夏季、节假日、每天各高峰排水时段表现尤为突出，导致村镇污水处理设施冲击负荷较大。
AO（厌氧-好氧）和AAO（厌氧-缺氧-好氧或缺氧-厌氧-好氧）及其改良工艺具有构造简单、总水力停留时间、设计和运行经验成熟、易控制和不易产生污泥膨胀等一系列优点，是目前我国村镇污水处理厂中应用最广泛的同步脱氮除磷工艺之一。AO、AAO工艺生物脱氮除磷涉及到硝化、反硝化、释磷和吸磷等多个不同的生化反应过程，其中每一个过程的原理不同，其对微生物的组成、基质类型及环境条件的要求也不相同。在进水冲击负荷增大时，完成脱氮和除磷过程，不可避免地会遇到一些矛盾和冲突，如碳源、污泥龄、硝化和反硝化容量、聚磷菌释磷和吸磷容量等问题。
因此需要解决在进水氮、磷浓度波动较大、超过设计负荷、冬季低温等情况下，脱氮除磷效率低和处理后的出水氮、磷指标不能稳定达标的问题。
2.“3+2回流”原理介绍
针对AO、AAO及其改良工艺的常规“1+1”回流方式，即：硝化液回流至缺氧池进水点，污泥回流至厌氧池进水点，本技术增设硝化液回流至调节池中段、厌氧池进水点，并增设污泥回流至好氧池进水点，形成多点回流，简称“3+2回流”。
2.1硝化液回流
将好氧池末端的硝化液回流至调节池中段、厌氧池、缺氧池，实现反硝化脱氮效果。各回流点主要作用：
硝化液回流至调节池：有效调节系统污水的浓度;生物反应池碳源不足时，利用进水碳源，在调节池实现预反硝化脱氮功能。
硝化液回流至厌氧池：温度偏低或进水TN浓度较大时，在厌氧池实现反硝化脱氮功能。
硝化液回流至缺氧池：硝化液回流至缺氧池，实现常规的反硝化脱氮功能。
2.2污泥回流
将二沉池活性污泥回流至厌氧池、好氧池。各回流点主要作用：
污泥回流至厌氧池：补充缺氧池碳源，活性污泥中的微生物通过厌氧作用分解产生碳源，同时促进有机质进一步降解和释磷，也导致聚磷菌释放磷，但总体有利于好氧池聚磷菌吸磷和沉淀系统化学除磷;辅助维持缺氧池较高的污泥浓度。
污泥回流至好氧池：直接补充好氧池污泥浓度。
3.“3+2回流”使用方法
“3+2回流”主要适用于村镇污水水质波动大、冬季低温、小幅度超过设计负荷、系统达标调试等情况下灵活调整运行方式，有效控制TN、TP，降低建设投资。
3.1根据进水水质情况，调整运维方式
当处理系统进水TP偏低、TN偏高时，开启调节池、厌氧池、缺氧池硝化液回流，将AAO处理系统按缺氧-缺氧-好氧工艺运维。利用调节池作为预反硝化区，利用厌氧池形成的缺氧状态，强化反硝化脱氮效果，提高TN达标稳定性。
当处理系统进水TP偏高、TN偏低时，关闭调节池、厌氧池硝化液回流，部分开启缺氧池硝化液回流，将AAO处理系统按厌氧-厌氧（缺氧）-好氧工艺运维。利用调节池、厌氧池的厌氧状态，强化生物除磷效果。同时强化二沉池排泥。
当处理系统进水TP偏高、TN偏高时，开启调节池、缺氧池硝化液回流，关闭厌氧池硝化液回流，将AAO处理系统按厌氧-缺氧-好氧工艺运维。利用调节池作为预反硝化区，强化反硝化脱氮效果;利用厌氧池的厌氧状态实现生物除磷。同时可考虑投加除磷剂强化除磷效果。
当处理系统进水碳源不足时，关闭厌氧池硝化液回流，开启调节池、缺氧池硝化液回流，将AAO处理系统按厌氧-缺氧-好氧工艺运维。利用调节池进水碳源实现预反硝化脱氮效果。同时污泥回流至厌氧池和好氧池，厌氧池的微生物厌氧分解产生碳源，可有效补充缺氧池反硝化需要的碳源，也可维持缺氧池较高的污泥浓度，强化反硝化脱氮效果。
3.2 灵活调整污泥浓度
在厌氧池、好氧池分别设置污泥回流，可有效补充缺氧池反硝化需要的碳源，降低外部商品碳源的投加量，节约运维费。同时，可辅助维持缺氧池较高的污泥浓度，提高TN去除效率，在进水小幅度超过设计负荷时、冬季温度较低或進水碳源不足时，提高达标稳定性。
3.3污水处理系统调试或重启
在污水处理系统调试或重启时，各回流点的设置，便于各单元调试期间污水、污泥量的灵活调整与切换。
4.“3+2回流”市场应用
目前已获得《多点回流的污水处理装置》的实用新型专利授权，专利号：ZL201920926711.X。
据不完全统计，“3+2回流”技术已在重庆环投集团294座、总处理规模33万吨/日村镇污水处理设施推广使用。不计因促进稳定达标而减少的行政处罚金额等带来的间接效益，单从建设投资计算：
设置“3+2”回流后，一是工程减量。平均可减少缺氧池约2h的水力停留时间，由此累计可减少建设2750方池容，按建设费1000元/方估算，节约建设投资2750万元。二是工程增量。在污水厂主反应区需延伸污泥回流、硝化液回流管线，按照实际投资增量平均0.17万元/厂计，增加建设投资约50万元。产生经济效益约2700万元。
5.延伸思考
5.1污水主管厌氧功能的利用
对于村镇污水处理设施，厂区前端一般都有一定长度污水收集主管，污水在管网中会呈现厌氧或缺氧状态。该段管网可考虑厂区处理设施的预处理系统使用，从而降低污水处理厂投资，但具体效果需进一步论证。
5.2调节池厌氧功能的利用
对于中小规模污水设施，一般前段设置HRT4-8h的调节池用于调整进入生物反应池的水量、水质。在水量波动小、水质波动较大的情况下，可考虑调节池的下部空间（如，HRT1-3h）作为厌氧段或缺氧段使用。
5.3二沉池易产生磷的释放
对于AO、AAO及其改良工艺，进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧，减少停留时间，防止沉淀池产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现。但溶解氧也不宜过高，以防止硝化液回流对缺氧段的干扰，根据重庆环投集团的运维经验，建议村镇污水处理设施的好氧段末端出水溶解氧控制在2.0mg/L左右。
5.4缺氧池至好氧池采用顶部连通方式
对于AO、AAO及其改良工艺，难点在于出水TN、TP的控制，TP的控制，可通过投加化学药剂（如，PAC等）辅助去除。在TN去除方面应注意，缺氧池至好氧池应采用顶部连通方式，以维持缺氧池较高的活性污泥浓度，在不增加建设投资的情况下提高反硝化效率，在工程实践中非常实用。
6.结论
“3+2”回流技术通过各回流点位的巧妙设置，可根据进水水质、水量情况灵活调整运维方式，减少建设投资，提高处理系统达标稳定性。通过重庆环投集团近300座村镇污水厂应用验证，技术稳定可行，适用于中小规模污水处理设施。
作者简介：廖建华（1966.2-），男，重庆人，重庆建大城环学院市政工程专业，硕士生。