1、前言
随着工业的发展以及水资源的日益短缺，工业废水的处理和回收利用越来越受到人们的重视，而工业废水的处理方法中最常见的便是A/O工艺，即为活性污泥处理方法。活性污泥法是利用人工训化的微生物菌种去分解氧化污水中可生物降解的有机物，把它们从污水中分离出来，从而使污水得到净化。有机物在富氧条件下，通过好氧微生物的代谢作用被分解氧化，从不稳定的需要耗氧的状态转化为不再需要耗氧的状态，最终生成二氧化碳和水。A/O活性污泥法就是最典型的代表，这种工艺不但能够在脱氮除磷的同时，去除污水中的有机物，净化水体，而且操作简单，自动化程度高，运营的稳定性好。因此在工业废水处理中得到了十分广泛的应用。王宏刚等采用典型的A2/O串联工艺，污泥负荷0.03～0.20kgBOD5/(kgMLSS·d)，污泥回流50%～100%，后续辅以臭氧深度氧化处理，成功实现了排放水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准。李红丽等采用A2/O2生物滤池工艺处理焦化废水系统，待填料表面形成稳定的生物膜后，COD去除率稳定在80%以上，氨氮去除率也能稳定在60%以上。
为了进一步挖掘A/O工艺的潜力，控制好污泥的回流方式和污泥活性的保留便是最关键的两个因素。活性污泥的性能在很大程度上决定了系统的处理能力，合理地控制污泥的回流不仅能最大限度地保留污泥的活性，而且能提高整个系统的承受负荷冲击的能力。杨晓南等通过中试论证了回流比对COD的去除率影响不大，但是增加了氨氮和总氮的去除率，合理的回流比提高了系统内的污泥浓度，当回流比达到200%时，氨氮呈现不断下降的趋势，总氮的去除与氨氮基本一致。刘志林等对A/O工艺进行不断调整，将硝化液回流量调至100%，污泥回流量调至400m3/h，通过延长水力停留时间，污泥龄长，使该工艺具有较强的抗负荷冲击能力，出水NH3-N在0.5mg/L以下，COD在50mg/L以下。
2、原工艺流程
该工程主要采用气浮、生化预处理、铁碳微电解、絮凝沉淀、水解酸化、A/O工艺和深度处理工艺(臭氧高级氧化、反硝化、生物接触氧化、ICB滤池)，处理精细化工废水、农药废水、磷酸铁锂废水(也称新能源废水)、农药废水和生活污水，该工艺流程见图1。
3、流程的改造及新增的措施
3.1 流程的改造
考虑到新能源废水的氨氮、COD较低，且属于无机废水，无需进行水解酸化和微电解分解，同时为了进一步降低前期预处理系统的运行负荷，新能源废水可直接进入O/A工艺进行处理即可达标排放。具体改造如下：
农药废水、精化废水仍保持原来的处理路径，进入调节池，泵入曝气池，然后进行后续的生化处理。新能源废水和生活污水污染物浓度较低，不经过前面预处理系统，直接进HAF和预处理后的精化废水汇合，做进一步的生化处理，保证最终出水达标外送。
3.2 污泥分区回流
在原排泥管线的基础上，增加或变更多根污泥回流管线：
(1)原二沉池污泥回流至HAF池改为回流至FSBBR池，做到好氧菌仍回流至好氧池。
原设计将二沉池的活性污泥回流至HAF中，导致回流的好氧菌大都因不适应缺氧的环境而丧失活性，氨氮、COD的去除率大大降低。经过(1)的改造后，好氧菌与厌氧菌分区回流，即二沉池中的好氧菌仍回流至好氧池(FSBBR池)，相似的生存环境也最大限度地保留了菌种的活性，加上适当的回流比的控制，使氨氮、COD的去除率大大提升。
(2)增加污泥池去往调节池和FSBBR池、二沉池去往调节池的污泥回流管线。
原先的污泥回流管线比较单一，除了(1)中提到的错误的回流方式，仅仅做到了竖流沉淀池1去往调节池的污泥回流。正因为过多的活性污泥被排出系统，导致系统最终无法承受来自前段工序水质和负荷的双向冲击。该装置自建成至改造前，调试了一年多的时间，系统排水的氨氮、COD、总氮数据波动极大，出现峰值时，系统几乎完全失去了去除氨氮和总氮的能力，水质超过外排标准达数五倍以上。
增加(2)中的三根泥管主要是为了增加整个系统应对来自前段工序水质和负荷双向抗冲击的能力，即来水一旦发生负荷冲击或含有微量的硫等有毒有害物质，致使前段预处理系统中的活性污泥部分失活，则可通过这三根泥管做到将后段未受冲击的活性污泥回流至前段系统再利用，以尽快恢复预处理系统的性能，维持整个装置排水水质的达标外送。
(3)增加调节池去往FSBBR池的超越管线。
在来水氨氮、COD负荷较低的情况下，为避免后段A/O系统因营养原匮乏而出现处理能力衰减的情况，增设(3)中的超越管线，意在将调节池中的氨氮、COD等营养源部分补给至后段A/O系统，以维持整个系统在低负荷的情况下保留污泥活性，平稳运行。
经过上述三项技改措施，不仅降低了前段预处理系统的处理负荷，多根污泥回流管线也使系统能应对不同负荷和水质下的双向冲击，而且通过后续的调试工作以及排水水质也进一步证实，回流的活性污泥性能良好，菌种的活性也得到了最大限度的保留。
改造后新的工艺流程图绘制如图2。
4、结果与讨论
为了进一步证实上述三项技改措施的效果，对于改造前后，我们分别采集了大量的数据进行比较，包括中间的水解酸化池以及总排口的外排水，类比的项目包括氨氮、COD及总氮。
4.1 改造措施对水解酸化池出水氨氮和COD的影响
水解酸化池(ECHAP)作为一个中间水池，池内填充FSB多孔矿物质填料，填料作为微生物的载体，可以固定和截留大量的微生物，池内进行微曝气，使整个池内形成一种兼氧的状态，兼氧菌作为优势菌群，可以对水中的大分子难降解的有机物进行分解。ECHAP不仅可以起到传统调节池调节水质均衡水量的作用，而且丰富的微生物菌群可以对废水起到预降解的作用，改善了后段系统的工作环境，使各个构筑物都能起到更好的作用。由此可见，ECHAP在整个系统中起着承上启下的作用，它的出水水质的优劣很大程度上影响了整个系统的处理能力以及总排口排水水质的达标与否。
4.2 改造措施对系统排水氨氮和COD的影响
本系统的外排水是排至园区内一个集中处理的污水站，外排的水质也有着严格的执行范围：氨氮<30mg/L，总氮<60mg/L，COD<300mg/L。为了进一步验证上述技改措施的效果，也为了确保外排水质的达标排放，我们同样采集了改造前后为期15天的系统总排口排水水样，通过仪器分析得到氨氮和COD的数值，绘制成系统排水水质趋势图，系统排水氨氮由原来的大于100mg/L降至5mg/L以下，优于园区污水站的收水标准，且来水水质的波动也并未引起排口氨氮的大幅度波动，出水COD的值也更加稳定，基本在200mg/L以内，也满足园区污水站的收水标准。
5、结语
通过上述工程实例的改造，我们了解到污泥回流的环境至关重要，相似的生存环境能最大限度地保留活性污泥的处理活性，反之菌种则可能因无法适应新的环境而出现失活的现象，即系统失去原本的处理能力。经过上述一系列的改造，原本调试一年多排水不达标的情况在一个月内恢复正常，系统排水的氨氮、总氮、COD均满足园区污水站的收水标准。(来源：中盐昆山有限公司，中盐安徽红四方股份有限公司)
