污水實(shí)現(xiàn)高標(biāo)準(zhǔn)排放的難點(diǎn)是脫氮，脫氮的關(guān)鍵是生化過(guò)程。污水生化處理的核心是利用微生物將污水中的污染物進(jìn)行降解轉(zhuǎn)化，根據(jù)微生物的存在形式，生化工藝可分為生物膜法和活性污泥法兩大類。1893年，第一座基于生物膜法的生物濾池在英國(guó)Wales投入使用。1914年，第一座活性污泥法污水處理試驗(yàn)廠在英國(guó)Manchester投入使用。在早期的污水處理過(guò)程中，以脫碳為主要目標(biāo)，對(duì)脫氮要求不高，因此活性污泥法得到了快速的發(fā)展。從2008年無(wú)錫蘆村污水處理廠開始，我國(guó)市政污水排放標(biāo)準(zhǔn)開始執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918—2002）的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)；2012年，北京市發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（DB11/890—2012），其氨氮和總氮的最嚴(yán)值分別為1.0、10mg/L；2020年，云南省昆明市發(fā)布《城鎮(zhèn)污水處理廠主要水污染物排放限值》（DB5301/T43—2020）標(biāo)準(zhǔn)，要求TN達(dá)到5mg/L。持續(xù)提升的氮排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)污水處理生化工藝的高效性和穩(wěn)定性均提出了更嚴(yán)格的要求，活性污泥法在應(yīng)對(duì)高氮標(biāo)準(zhǔn)上表現(xiàn)出易受沖擊、穩(wěn)定性差、流程長(zhǎng)、占地大等不足。生物膜法的核心優(yōu)勢(shì)是通過(guò)長(zhǎng)泥齡實(shí)現(xiàn)自養(yǎng)菌的高效富集，從已有的研究成果來(lái)看，在同一生化系統(tǒng)中，生物膜法對(duì)硝化菌的富集能力是活性污泥法的10倍以上。在針對(duì)高氮標(biāo)準(zhǔn)上，生物膜法具有高效、穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。 以北方某污水處理廠為例，介紹了在同樣進(jìn)水條件下，活性污泥法和生物膜法的脫氮效果對(duì)比，以期為高氮標(biāo)準(zhǔn)下污水處理工藝的選取提供參考。 1、污水處理廠概況 該污水處理廠設(shè)計(jì)處理水量為12×104m3/d，分兩期建設(shè)，其中一期采用傳統(tǒng)活性污泥法，處理規(guī)模11×104m3/d，核心生化處理工藝為AAO；二期采用移動(dòng)床生物膜法（純膜MBBR），處理規(guī)模1×104m3/d，核心生化處理工藝為AOAO。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)進(jìn)水NH3-N為50mg/L，進(jìn)水TN為70mg/L。一期活性污泥法出水執(zhí)行一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，二期生物膜法出水要求達(dá)到地表水準(zhǔn)Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)，其中要求NH3-N達(dá)到1.5mg/L、TN達(dá)到5mg/L。污水處理廠工藝流程見圖1。 一期和二期工程共用預(yù)處理段，包括細(xì)格柵、旋流沉砂池及初沉池，初沉池之后污水分流，分別進(jìn)入活性污泥系統(tǒng)和生物膜系統(tǒng)，兩個(gè)系統(tǒng)出水最終進(jìn)入同一個(gè)消毒單元