为实现中国经济社会又好又快发展,调整经济结构,转变经济增长方式,缓解我国能源、资源和环境的瓶颈制约,国家出台了水体污染控制与治理科技重大专项(简称水专项)。本课题是结合国家水专项《东江流域水污染控制与水生态系统恢复技术与综合示范》项目的第二课题“东江上游水污染系统控制技术集成与工程示范”(编号:2009ZX07211-002)进行的。以河源高新技术开发区污水处理厂为基地,从2009年11月份到2010年5月份对该厂处理工艺进行监测分析,考察其各工段的处理效果。评估的重点是考察经二级处理出水水质是否已达到城镇污水排放一级B标准(GBl8918-2002),及二级处理后出水排入人工湿地进行深度处理后,其出水水质的主要污染物指标是否已达到地表Ⅲ类水排放标准。为关键技术开展以及示范工程实施提供依据。　　 通过监测分析,找出了城南生活污水处理厂存在的问题,针对问题,采取了一系列的小试及示范工程措施,具体如下:　　 (1)首先通过监测发现氧化沟污泥浓度低、二沉池沉降性能差,出水SS不能稳定达标。针对这一情况,选择投资低费用省的生物后混凝工艺来强化处理二级出水。通过对好氧池出水混合液的加药絮凝小试试验,选定最佳的絮凝剂及加药量。并通过生产实践,进一步确定絮凝剂的最佳加药量,并检测其在加药后混合液污泥浓度的变化及其对污泥活性的影响。从而解决该污水处理厂二级出水SS不能稳定达标的问题,并强化了磷的去除。　　 加装生物后混凝生产性试验装置后,在加药浓度为10mg几时,SS去除率均保持在85％以上。出水COD的浓度稳定保持在20mg/L左右,去除率也相对稳定,维持在80%左右。持续投加10mg/L药剂,TP去除率则保持在40%以上.根据高新区城南污水厂年后COD、TP、SS氧化沟出水的去除率分别为61.3%、23.4%、53.4%,加装生物后混凝生产性试验装置后每天COD、TP、SS的去除率分别达到80%、40%和85%。以每天20000m3/d进水为例,相当于每天COD、TP、SS多去除了370.26kg/d、5.28 kg/d和796.32 kg/d。　　 (2)其次发现该厂工艺中,生物池中的硝化作用进行得较彻底,进水中的氨氮大部分转化成硝酸盐氮,但由于进水有机物浓度较低,实际污泥负荷仅为0.0562kgBOD/kgMLSS·d,低于其设计值(0.0975kgBOD/kgMLSS·d),没有足够的有机碳化合物作为反硝化细菌的电子供体,系统的反硝化作用很弱,硝酸盐氮不能从系统中脱除,TN去除率较低。针对这一情况改造方案:　　 ①进水碳源不足。进水水质短时间内不会发生太大变化,选择在A2O工艺缺氧段投加碳源,提高反硝化效果,进而提高总氮的去除率。　　 ②增加二级生物接触氧化池。A2OT工艺出水仍有部分氨氮(3.37mg/L),通过生物接触氧化池转化为硝态氮。在生物接触氧化池之后,增加二级生态接触氧化池,利用剩余难降解的有机物,进一步强化反硝化。　　 小试研究和实际工程应用说明以甲醇作为外碳源强化反硝化效果明显,二级生态氧化池中使用的拜耳膜和弹性立体填料,具有良好的挂膜性能,起到了进一步强化反硝化的作用。改造后出水水质满足地表水Ⅲ类水排放标准。根据改造前后TN和氨氮的出水水质对比,以20000m2/d进水计算,相当于每天多去除了212kg/d的TN和2kg/d的氨氮。　　 (3)最后从整个污水厂的工艺来看,回流至厌氧段的污泥中硝酸盐氮浓度较高,硝酸盐氮被反硝化聚磷菌利用,作为电子受体进行反硝化,从而影响其以发酵中间产物作为电子受体进行发酵产酸,从而抑制了聚磷菌的释磷和摄磷能力及PHB的合成能力。另一方面由于生物池中污泥浓度较低,系统无法进行正常的污泥排放,致使磷的去除率很低。根据检测数据显示,磷主要在人工湿地去除,但去除效果不佳,为此我们采取基质试验,为人工湿地选取最佳填料。　　 试验选取了无烟煤、沸石、石英砂、生物陶粒、页岩陶粒、海绵铁六种基质作为实验柱的填料。综合考虑其年减排量及年费用情况,海绵铁的年投资量低且磷素年减排量最高,其次为无烟煤;生物陶粒虽然年减排量较高,但由于使用年限较短,因此年费用最高;而页岩陶粒和沸石年减排量较少,且年费用较高;石英砂则年减排量最低,但费用最省。再结合静态吸附实验与吸附柱实验结果,海绵铁虽对磷有较高的去除率,但其出水色度太大,影响出水水质;而无烟煤对各种污染物都有较好的去除效果,且经济,因此无烟煤是最好的人工湿地填料选择。