1、隨著我國(guó)環(huán)保事業(yè)的發(fā)展及國(guó)家對(duì)水環(huán)境污染控制與治理的高度重視，“十二五”期間，我國(guó)有很多城市污水處理廠出水水質(zhì)的排放標(biāo)準(zhǔn)，由原來(lái)的二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)或一級(jí) B標(biāo)準(zhǔn)提標(biāo)改造為一級(jí) A標(biāo)準(zhǔn)。2015年國(guó)務(wù)院發(fā)布的《水污染防治行動(dòng)計(jì)劃》中，把強(qiáng)化城鎮(zhèn)生活污染治理列入“全面控制污染物排放”的總體要求中，按照國(guó)家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃要求，到2020年全國(guó)所有縣城和城市的污水處理率應(yīng)分別達(dá)到85％、95%左右。因此，加快城市污水處理設(shè)施建設(shè)和改造，對(duì)現(xiàn)有城市污水處

2、理設(shè)施進(jìn)行因地制宜的改造，仍是“十三五”期間的重要任務(wù)。
　　我國(guó)大多數(shù)污水處理廠采用同步生物脫氮除磷工藝（如：A2O等），目前許多污水廠生物段出水的總氮（TN）難以達(dá)到一級(jí) A標(biāo)準(zhǔn)，面臨出廠水TN超標(biāo)或難以穩(wěn)定達(dá)標(biāo)的問題，其主要原因是城市污水有機(jī)碳源不足（碳氮比低于4）。工程中常采用取消初沉池的設(shè)計(jì)方案來(lái)提高進(jìn)入生化反應(yīng)池中的有機(jī)碳源，以降低二級(jí)出水中的TN濃度。但是，取消初沉池后，大量顆粒性無(wú)機(jī)物和有機(jī)物進(jìn)入曝氣池，造成剩余污

3、泥產(chǎn)量和曝氣能耗均有所增加；另外，反硝化碳源組分的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，對(duì)反硝化速率產(chǎn)生影響；而且，在一定的缺氧池容內(nèi)（即一定的水力停留時(shí)間內(nèi)）能夠作為反硝化有效碳源作用的CODSS效能有待考察。準(zhǔn)確預(yù)測(cè)和深入分析城市污水水質(zhì)分布特征及污染物負(fù)荷，是合理確定城市污水處理工藝方案、處理設(shè)施工藝參數(shù)、附屬輔助設(shè)備操作特性并保證出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到處理目標(biāo)的必要條件。反硝化速率則是設(shè)計(jì)城市污水處理廠生化反應(yīng)池缺氧區(qū)及缺氧選擇池的重要依據(jù)。
　　本文

4、主要研究?jī)?nèi)容包括：（1）對(duì)J市兩座城市污水處理廠近三年的實(shí)際水量和水質(zhì)調(diào)研測(cè)試的基礎(chǔ)上，采用數(shù)學(xué)統(tǒng)計(jì)法系統(tǒng)地分析J市污水量變化規(guī)律；分析主要污染物（COD、BOD5、SS、TP、NH3-N和TN）濃度的變化特征和概率分布；分析城市污水可生化性及有機(jī)物、氮、磷之間的比例關(guān)系等；（2）采用動(dòng)態(tài)沉淀試驗(yàn)裝置，以沉砂池出水為進(jìn)水考察沉淀裝置在不同時(shí)間條件下對(duì)COD及SS的去除效果及沉淀出水中碳源組分的結(jié)構(gòu)變化；（3）取污水處理廠沉砂池和初沉池出

5、水，考察初沉池對(duì)幾個(gè)主要碳源指標(biāo)的去除效果，對(duì)比兩者在碳源組分的結(jié)構(gòu)上的變化；（4）采用間歇式反硝化試驗(yàn)方法，考察了污水處理廠沉砂池、初沉池出水為進(jìn)水的反硝化過(guò)程中，對(duì)NO3-N及COD的去除規(guī)律，并用動(dòng)力學(xué)方法研究?jī)烧叻聪趸卣鞯牟町?。得到主要研究結(jié)果如下：
　　（1）J市第一污水處理廠三年進(jìn)水量平均值為（2.01±0.18）萬(wàn)m3/d，變差系數(shù)為9.04%；第二污水處理廠三年進(jìn)水量平均值為（9.59±1.33）萬(wàn)m3/d，變差

6、系數(shù)為13.91%。污水量較為平穩(wěn)，符合污水處理廠進(jìn)水特征。
　?。?）J市污水BOD5、COD、SS和TP指標(biāo)樣本為正偏態(tài)分布，而NH3-N和TN樣本為負(fù)偏態(tài)分布。
　?。?）1972個(gè)COD樣本均值為361.52mg/L，中間值是336mg/L，概率分布較高的濃度范圍在282 mg/L~468mg/L，其累積概率為69%；達(dá)到累積概率95%所對(duì)應(yīng)的COD濃度為620mg/L；
　　2032個(gè)BOD5樣本均值140.

7、95mg/L，中間值是130mg/L，概率分布較高的濃度范圍在100 mg/L~175mg/L，其累積概率為72%；累積概率達(dá)到95%時(shí)對(duì)應(yīng)的BOD5濃度為265mg/L；
　　2034個(gè)SS樣本均值為190.96mg/L，中間值是182mg/L，概率分布較高的濃度范圍在108mg/L~225mg/L，其累積概率為70%；累積概率達(dá)到95%所對(duì)應(yīng)的SS濃度為350mg/L；
　　2003個(gè)NH3-N樣本均值為50.75mg/

8、L，中間值是51.24mg/L，概率分布較高的NH3-N濃度范圍在34 mg/L~69mg/L，其累積概率為83%；達(dá)到累積概率95%對(duì)應(yīng)的NH3-N濃度為78mg/L；
　　2034個(gè)TN樣本均值為56.95mg/L，中間值是57.66mg/L，概率分布較高的TN濃度范圍在39 mg/L~80mg/L，其累積概率為85%；達(dá)到累積概率95%對(duì)應(yīng)的TN濃度為84mg/L；
　　2034個(gè)TP樣本均值5.85mg/L，中間值是

9、5.61mg/L，概率分布較高的濃度范圍為3.9 mg/L~7.2mg/L，其累積概率為76%；達(dá)到累積概率95%對(duì)應(yīng)的TP濃度為9.3mg/L。
　?。?）1983個(gè)BOD5/COD樣本均值為0.41，中間值為0.39。BOD5/COD分布在0.2~0.4之間的概率為62.9%，分布在0.4~0.6之間的概率為25.2%，污水可生化性較強(qiáng)，但有難生物降解物質(zhì)；1999個(gè)BOD5/TN樣本均值為2.58，中位值在2.39。BOD5

10、/TN分布在1~3.3之間的概率為89.7%，BOD5/TN比值大于4的概率不到10%，在多數(shù)情況下污水不能滿足反硝化對(duì)碳源的需求。
　　（5）沉砂池出水中含有較多的顆粒性有機(jī)物 CODSS，CODSS/COD平均值為50.41%，VSS/SS平均值為42.58％；沉淀時(shí)間2h的初沉池，對(duì)COD和CODSS的去除率分別為25.2％、43.4％；對(duì)SS、VSS和ISS的去除率分別為41.6％、10.1％和61.8％。初期沉淀45mi

11、n左右對(duì)碳源組分結(jié)構(gòu)的影響最大，即可快速去除原水中的無(wú)機(jī)懸浮物（ISS），又可保留多數(shù)顆粒性有機(jī)物（CODss）。
　?。?）反硝化試驗(yàn)結(jié)果表明，沉砂池出水、初沉池出水的反硝化過(guò)程均可分為快速反應(yīng)期、減速反應(yīng)期和慢速反應(yīng)期。在碳氮比不足3的條件下，反硝化過(guò)程呈一級(jí)動(dòng)力學(xué)反應(yīng)。
　　（7）取消初沉池后，NO3--N去除率可提高18.5%，顆粒性有機(jī)物碳源（CODSS）可起到增加外碳源的作用。
　?。?）沉砂池出水為原水時(shí)

12、，三階段的比反硝化速率分別為7.93mg NO3--N/(g VSS·h）、3.61mg NO3--N/(gVSS·h）、1.95mg NO3--N/(g VSS·h）；初沉池出水為原水時(shí)，三階段的比反硝化速率分別為8.07mg NO3--N/(g VSS·h）、4.19mg NO3--N/(gVSS·h）、1.98mg NO3--N/(g VSS·h）。
　?。?）初沉池出水反硝化進(jìn)行到290min時(shí)，NO3--N去除率達(dá)到57

13、%，平均反硝化速率為4.85mg NO3--N/(g VSS·h）；反硝化進(jìn)行到530min時(shí)，NO3--N去除率達(dá)到76%，平均反硝化速率為3.53 mg NO3--N/(g VSS·h）。
　?。?0）沉沙池出水反硝化進(jìn)行到370min時(shí)，NO3--N去除率達(dá)到70%，平均反硝化速率為4.39mg NO3--N/(g VSS·h）；反硝化進(jìn)行到530min時(shí)，NO3--N去除率達(dá)到83%，平均反硝化速率為3.66mg NO3-