隨著我國城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快和環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)格，污水處理廠面臨提標(biāo)改造的迫切需求，尤其是對氮、磷等污染物的深度去除提出了更高要求。多模式A2O（厭氧-缺氧-好氧）工藝結(jié)合V型反硝化濾池的組合技術(shù)，以其靈活的運(yùn)行模式、高效的脫氮除磷性能以及穩(wěn)定的出水水質(zhì)，成為城鎮(zhèn)污水處理廠新建及改擴(kuò)建工程的重要選擇。本文將系統(tǒng)分析該組合工藝的技術(shù)原理、工程應(yīng)用優(yōu)勢、設(shè)計(jì)要點(diǎn)以及實(shí)際運(yùn)行效果，為污水處理工藝選擇提供參考。

組合工藝的技術(shù)原理與構(gòu)成

多模式A2O+V型反硝化濾池組合工藝是傳統(tǒng)生物處理與深度過濾脫氮技術(shù)的創(chuàng)新結(jié)合。其核心由多模式A2O生化系統(tǒng)和V型反硝化濾池兩部分組成，前者主要完成碳氧化、硝化和初步反硝化，后者則實(shí)現(xiàn)深度脫氮與懸浮物截留。多模式A2O工藝在傳統(tǒng)A2O基礎(chǔ)上增加了預(yù)缺氧區(qū)和后缺氧區(qū)，形成"預(yù)缺氧-厭氧-缺氧-好氧-后缺氧-后好氧"的六級功能區(qū)劃，可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)靈活切換運(yùn)行模式：當(dāng)進(jìn)水碳源不足時，采用改良A2O-A/O模式，通過多點(diǎn)進(jìn)水強(qiáng)化脫氮；當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)優(yōu)于設(shè)計(jì)值時，切換為改良A2O模式以降低能耗。這種"一池多模式"的設(shè)計(jì)大幅提升了工藝適應(yīng)性和運(yùn)行彈性，為后續(xù)深度處理創(chuàng)造了有利條件。

V型反硝化濾池作為組合工藝的深度處理單元，采用下向流過濾方式，兼具生物脫氮與物理截留雙重功能。其工作原理是利用濾料表面附著生長的反硝化菌群，在外加碳源（如乙酸鈉）條件下，將前段生化系統(tǒng)未能完全去除的硝態(tài)氮（NO??-N）還原為氮?dú)猓∟?）。南京某污水廠采用該工藝時，V型濾池的脫氮容積負(fù)荷達(dá)0.896kg N/(m3·d)，出水總氮可穩(wěn)定控制在5mg/L以下。與傳統(tǒng)纖維轉(zhuǎn)盤濾池相比，V型反硝化濾池不僅去除懸浮物（SS），還能進(jìn)一步削減總氮（TN），實(shí)現(xiàn)了"過濾-脫氮"的協(xié)同增效。

工藝優(yōu)勢與工程適應(yīng)性分析

多模式A2O+V型反硝化濾池組合工藝在應(yīng)對低碳氮比污水方面表現(xiàn)出顯著優(yōu)勢。我國南方許多城鎮(zhèn)污水的BOD?/TN比值僅為2-3，碳源不足制約了傳統(tǒng)工藝的脫氮效率。該組合工藝通過多模式A2O的前端預(yù)缺氧區(qū)實(shí)現(xiàn)碳源優(yōu)化分配：約20%進(jìn)水進(jìn)入預(yù)缺氧區(qū)，消耗回流污泥中的硝態(tài)氮，保留約80%碳源供給后續(xù)厭氧釋磷和缺氧反硝化。這種碳源"梯級利用"模式使得系統(tǒng)在C/N低至2.35時仍能保持80%以上的總氮去除率，大幅減少了外加碳源投加量，降低了運(yùn)行成本。

在抗負(fù)荷沖擊能力方面，組合工藝展現(xiàn)出突出的穩(wěn)定性。多模式A2O的長污泥齡設(shè)計(jì)（通常13-15天）有利于硝化菌富集，保障了氨氮的高效去除；而V型濾池作為末端"保險"，可應(yīng)對前端生化系統(tǒng)未能完全處理的硝態(tài)氮負(fù)荷波動。南京江北新區(qū)某污水廠在擴(kuò)建工程中采用該組合工藝后，即使進(jìn)水氨氮波動在25-45mg/L范圍內(nèi)，出水氨氮始終低于1mg/L，TN低于10mg/L。V型濾池的生物陶粒濾料（有效粒徑2.5mm）具有比表面積大、生物滯留能力強(qiáng)等特點(diǎn)，可適應(yīng)水質(zhì)水量變化，反沖洗周期長達(dá)16小時以上，減少了運(yùn)維頻次。

從土地利用率角度看，該組合工藝特別適合用地緊張的污水廠改擴(kuò)建項(xiàng)目。與傳統(tǒng)活性污泥法相比，V型反硝化濾池將脫氮與過濾功能集成于單一構(gòu)筑物，占地面積減少約40%。南京某20×10?m3/d規(guī)模的污水廠擴(kuò)建工程中，多模式A2O生化池采用7m有效水深設(shè)計(jì)，V型濾池與中間提升泵房合建，整體布局緊湊，新增用地僅3.4hm2。對于地下式污水廠，這種集約化設(shè)計(jì)優(yōu)勢更為明顯，已有成功案例證明其在地下空間受限條件下的適用性。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)與運(yùn)行優(yōu)化策略

多模式A2O生化池的功能區(qū)劃與水力停留時間（HRT）分配是工藝設(shè)計(jì)的核心。南京某廠采用的總HRT為19小時，其中預(yù)缺氧區(qū)0.5小時、厭氧區(qū)1.5小時、缺氧區(qū)5.55小時、好氧區(qū)10.05小時、后缺氧與后好氧各0.7小時。這種分配確保了厭氧段充分釋磷（HRT≥1.5h）、好氧段完全硝化（DO維持在2mg/L左右）以及后缺氧段對殘余硝態(tài)氮的深度去除。混合液回流比（200%-300%）和污泥回流比（50%-100%）的靈活調(diào)節(jié)進(jìn)一步優(yōu)化了脫氮效率。

V型反硝化濾池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括濾料選擇、水力負(fù)荷控制及反沖洗系統(tǒng)配置。優(yōu)質(zhì)陶粒濾料應(yīng)滿足顆粒密度1.4-1.9g/cm3、不均勻系數(shù)≤1.5的技術(shù)要求，濾層厚度通常1.8m，下設(shè)級配礫石承托層（18-25mm厚200mm，9-18mm厚100mm）。正常濾速控制在6.72m/h，強(qiáng)制濾速不超過7.68m/h，以保證足夠的生物接觸時間。反沖洗系統(tǒng)多采用"氣沖（2min）-氣水聯(lián)合沖（8-14min）-水沖（6-10min）"的三段式清洗模式，氣沖洗強(qiáng)度100m3/(m2·h)，水沖洗強(qiáng)度20m3/(m2·h)。這種配置有效解決了生物膜脫落導(dǎo)致的濾料堵塞問題，維持了長期穩(wěn)定的過濾性能。

碳源投加策略是保障V型濾池脫氮效率的關(guān)鍵因素。當(dāng)進(jìn)水COD/NO??-N低于2.5時，需在濾池前投加外部碳源。實(shí)踐表明，乙酸鈉作為碳源時，最佳投加量為50mg/L（以20%原液計(jì)），通過快速混合攪拌器（7.5kW）確保與進(jìn)水充分混合。智能化碳源投加系統(tǒng)可根據(jù)進(jìn)水硝酸鹽濃度實(shí)時調(diào)節(jié)投加量，避免過量投加導(dǎo)致的出水COD升高問題。有研究指出，采用基于在線水質(zhì)監(jiān)測的反饋控制策略，可減少約20%的碳源消耗。

實(shí)際應(yīng)用效果與未來發(fā)展展望

工程實(shí)踐數(shù)據(jù)驗(yàn)證了多模式A2O+V型反硝化濾池組合工藝的卓越性能。南京某污水廠擴(kuò)建項(xiàng)目（10×10?m3/d）運(yùn)行結(jié)果顯示，該工藝對COD、NH??-N、TN和TP的去除率分別達(dá)到93%、99%、85%和96%，出水水質(zhì)優(yōu)于《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB 18918—2002）一級A標(biāo)準(zhǔn)。組合工藝的經(jīng)濟(jì)性同樣突出，該項(xiàng)目總投資約3.99億元，單位處理成本僅1.06元/m3，運(yùn)行電耗0.28-0.30kW·h/m3，顯著低于同類深度處理工藝。

未來該組合工藝的發(fā)展將聚焦于三個方向：一是智能化控制系統(tǒng)的深度集成，通過在線水質(zhì)監(jiān)測、大數(shù)據(jù)分析和自適應(yīng)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)工藝參數(shù)的實(shí)時優(yōu)化；二是低碳源消耗技術(shù)的創(chuàng)新，如耦合厭氧氨氧化（Anammox）菌群，利用短程反硝化途徑減少碳源需求；三是模塊化設(shè)計(jì)的推廣應(yīng)用，尤其是針對地下污水廠和分散式處理場景，通過標(biāo)準(zhǔn)化、緊湊型的設(shè)備組合降低建設(shè)成本。隨著我國對水環(huán)境質(zhì)量要求的持續(xù)提高，多模式A2O+V型反硝化濾池組合工藝有望成為城鎮(zhèn)污水處理的主流選擇，為"碳達(dá)峰、碳中和"目標(biāo)下的污水處理廠節(jié)能降耗提供關(guān)鍵技術(shù)支撐。