截至 2016年底，全国设市城市、县累计建成污水处理厂 3802 座，约 80%左右未达到一级 A排放。然而，国家环保部即将颁布的新排放标准征求意见稿中，各常规指标都有了更高的要求，总磷、氨氮、 COD 等指标达到地表水 IV 类标准。同时，国务院颁布的《水污染防治行动计划》明确要求，加快城镇污水处理设施建设与改造， 2020 年底前达到相应排放标准或再生利用要求。基于此背景，广东省科技厅设立本研究课题旨在发掘原有污水工艺处理潜力，发和应用新型工艺单元，深度去除污染物，达到污水厂出水高排放标准，进而实现污水资源化回用。

      2.技术原理及性能指标

      （1）城镇污水厂剩余污泥碳源及磷协同回收技术

       通过活性污泥吸附的方式，截留原水碳源并经厌氧水解后，与原水一起按比例分流至多级AO各缺氧段（或CASS工艺的不同时段）。在二沉池之前设缺氧段，充分利用内碳源进行反硝化脱氮，同时避免污泥在二沉池及回流管路因反硝化而上浮；在二沉池回流污泥管路上设预浓缩池，污泥在储泥池内得到初步浓缩，浓度提升1倍，然后静沉浓缩后的污泥被提升至污泥水解池；在水解池内，通过加碱将pH调至9.5-10.0范围内，然后混合搅拌强化污泥厌氧水解，待污泥达到发酵产酸阶段后，静置2h进行沉淀，水解后的底部污泥仍然返回至储泥池或直接至污泥脱水设备；在将污泥水解上清液中投加氢氧化钠调节pH至9.0-9.5之间，并根据氮、磷含量来投加氯化镁药剂，经过鸟粪石回收装置处理后，回收上清液中的氮磷；最后，将去除氮磷物质且富含碳源的水解液输送至生化池的缺氧反应段，为反硝化过程提供碳源和电子供体。

      该技术的应用领域为城镇污水处理领域，目标指标为：每g可挥发性剩余污泥（VSS）碳源回收量＞70mgCOD/gVSS、磷去除率＞80%。

    （2）双床层BAF-厌氧滤池联合工艺技术

      经过前端生化处理的低浓度尾水经由水泵送入厌氧滤池，与回流上清液混合后，进入厌氧滤池进行反硝化脱氮处理。在厌氧滤池中，通过充分利用回流液中碳源，反硝化细菌将混合液中的亚硝酸盐或硝酸盐转化为氮气，实现脱氮目标，同时反硝化过程中会消耗一部分总磷。随后出水进入双床层 BAF 中，利用不同床层的优势菌群，分别对污水中残余的有机物和氨氮进行处理。在双床层 BAF中，下层滤料富集的异养菌可对污水中残余的有机物进行深度处理，使得处理出水COD≤30mg/L;上层滤料富集的确化细菌，在利用氨氮吸附材料与液相之间形成的有效游离氨水平下，氨氧化细菌可成为优势菌种，使得氨氮的转化以亚硝酸盐产物为主，从而获得亚硝化率较高的处理出水，部分处理出水按一定比例回流至前端与进水混合后进入厌氧滤池，有利于实现前端厌氧滤池装置中的亚硝化反硝化脱氮。双床层 BAF 处理出水，在加入絮凝剂后进入下流式除磷滤池充分去除污水中残余的 SS 和总磷，最终排出处理出水。

     该技术的应用领域为城镇污水、多种工业园区的尾水提标深度处理，目标指标为：有机污染物 COD(化学需氧量)≤30mg/L、氮污染物(氨氮)≤1.5mg/L、氮污物(总氮）≤10mg/L、磷污染物（总磷)≤0.3mg/L。

     3.技术的创造性与先进性

    （1）同步实现有机物、氮、磷和悬浮物的深度去除， 全面提升尾水排放标准。利用具备有机物与氨氮协同去除功能的双层床 BAF，实现城镇污水有机物深度去除及氨氮高效转化去除，再结合厌氧生物滤池实现尾水的深度脱氮，该技术体系可实现污水低浓度氨氮、 COD、 TN、SS、残余磷等同步高效去除实现污水厂出水高排放标准。

    （2）优化碳源利用，实现碳源及磷进行协同回收，提升污水处理脱氮除磷效能。以 AAO 工艺及 CASS 工艺为研究对象，通过优化进水方式，优化分配进水碳源、排水比及曝气时间等参数，显著提升系统 TN 去除率，可实现示范工程污水总氮减少 2mg/L；结合新型鸟粪石流化床技术，以测流方式对剩余污泥内碳源及磷元素进行协同回收，与传统工艺相比，节省约 7%的污泥处理费用，且大大改善了污水厂的低碳运行水平。

    （3）集成关键技术，形成城镇污水处理提质增效的优化技术方案。针对现有低碳氮比城镇污水高标准处理难题，集成关键技术形成一套工艺流程短、占地面积小、运行成本低、污染物协同去除效果强的城镇污水低碳及资源化升级技术方案。

     4.技术的成熟程度

     根据广东省重点领域研发计划《技术就绪度评价标准及细则》，本课题研发的城镇污水厂剩余污泥碳源及磷协同回收技术、双床层 BAF-厌氧滤池联合工艺技术，其总体情况分别满足技术就绪度7级要求和 8 级要求。

     5.应用情况

   （1）城镇污水厂剩余污泥碳源及磷协同回收技术：在梅州市江南水质净化二厂已搭建示范工程设备，水质通过第三方测试可稳定优于一级A排放标准，技术指标实现每g可挥发性剩余污泥（VSS）碳源回收量为83.2COD/gVSS、磷去除率为83%~94%。研究成果已于昆山市污水处理有限公司千灯污水处理厂试运行。

   （2）双床层BAF-厌氧滤池联合工艺技术：完成中试方案及双床层 BAF 中试装置设计，处理出水水质经验证达到以下标准：有机污染物COD≤20mg/L，氮污染物(氨氮)≤0.5mg/L、氮污物(总氮）≤6mg/L、磷污染物（总磷)≤0.3mg/L。双床层 BAF-厌氧滤池联合工艺技术已于广东东莞、广东梅州开展示范应用，应用于3000t/d 废水提标改造工程。