二期擴建工程竣工后，運行良好，處理后的出水穩(wěn)定達標(biāo)。由于工藝過程中沒有脫氮流程，出水氨氮指標(biāo)持續(xù)超標(biāo)，不能解決尾水排放造成水體富營養(yǎng)化的問題。二期擴建后的實際進出水濃度如下：

　　３．工藝改造的背景和原則

　　３.1 工藝改造的背景

　　奎河源于云龍湖，由西北至南穿越整個市區(qū)，出市區(qū)后經(jīng)銅山黃橋進入安徽，匯淮河后入洪澤湖。市區(qū)河段長9.3km，環(huán)繞在建筑密集、居住人口集中的老城區(qū)，匯水面積為32km²。 奎河受上游云龍湖水庫上、下游閘壩的控制，平時幾乎無清水補給，污水主要來自城市的生活污水和工業(yè)廢水，已成為徐州市區(qū)一條城市排污溝。

　　奎河兩岸工廠及居民排放的污水均通過管道或直接排入奎河，黑臭現(xiàn)象日益加劇。隨著徐州市污水處理廠一期工程的建成投產(chǎn)和奎河污染治理一期截流工程的實施，情況有了很大改觀。此外點源治理步伐的加快進一步改善了奎河的水質(zhì)。

　　污水經(jīng)過二級生化處理后，除了新頒布的氨氮標(biāo)準(zhǔn)外，出水水質(zhì)能夠達到“城市污水處理廠污水水質(zhì)排放標(biāo)準(zhǔn)”，即pH=6.5—8.5， SS≤30mg/l， BOD₅≤30mg/l， CODcr≤120mg/l。

　　但由于：

　　3.1.1 淮河治理工程及奎河變清和污水資源化對水質(zhì)的要求高于該標(biāo)準(zhǔn)；

　　3.1.2 管道截污后，污染負(fù)荷將有所回升；

　　3.1.3 管道截污后，喪失了奎河的水量水質(zhì)調(diào)節(jié)功能；污水廠進水濃度和進水水量變化幅度趨于變大；

　　3.1.4 目前對污水處理廠出水沒有溶解氧要求，但作為回用河道的景觀水，溶解氧是一個非常重要的指標(biāo)，需要在工藝上加以補充考慮，采取有效措施穩(wěn)定處理效果，在可能條件下盡可能提高處理水水質(zhì)，減少回用障礙。

　　根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院張雁秋教授在《奎河水質(zhì)達標(biāo)與資源化工程關(guān)鍵技術(shù)研究》課題的初步研究，為滿足污水處理廠尾水作為市區(qū)景觀用水及下游斷面達標(biāo)的要求，需要徐州污水處理廠進一步提高出水水質(zhì)，徐州市環(huán)保局根據(jù)各方面情況提出了徐州污水處理廠的排水要求是：CODcr≤70mg/l， BOD₅≤20mg/l， NH₃—N≤15mg/l。徐州污水處理廠原有工藝難以達到上述要求，在平均水量15.87萬方/日狀況下，出水CODcr平均為67.3mg/l，而出水平均BOD₅為16.4mg/l，在進水平均BOD₅小于100mg/l的情況下，去除率就明顯小于90%。由于我廠曝氣池的好氧停留時間僅為3.1小時，氨氮的去除更無法滿足，近兩年來出水氨氮濃度一般大于20mg/l。因此需對污水處理廠進行工藝改造和運行優(yōu)化。

　　3.2 工藝改造的原則

　　考慮徐州經(jīng)濟發(fā)展水平及廠內(nèi)現(xiàn)有條件，確定改造方案時，考慮了以下5個方面原則：

　　3.2.1工藝改造是在二期擴建的基礎(chǔ)上進行的；

　　3.2.2污水處理廠總平面布置力求少改動， 盡量利用前期工程處理設(shè)施，進行挖潛改造，占地面積較小，充分利用現(xiàn)有場地，節(jié)約工程費用，且施工容易；

　　3.2.3污水處理設(shè)備、儀表的選用首先立足國內(nèi)，對目前暫不能生產(chǎn)或質(zhì)量尚未過關(guān)的部分考慮適當(dāng)引進；

　　3.2.4脫碳（BOD₅、COD）、脫氮效率都較高；

　　3.2.5操作管理較為方便，運行費用增加不多。

　　根據(jù)徐州市環(huán)保局的要求，本次工藝改造采用中國礦大環(huán)境與測繪學(xué)院張雁秋教授研究開發(fā)的改良型ＡＯ工藝，設(shè)計進出水指標(biāo)為：

　　４．改良型ＡＯ工藝介紹

　　改良型ＡＯ工藝是根據(jù)本廠實際情況和上述改造原則而研究開發(fā)的，工藝流程如圖4-1所示：

　　工藝流程說明：

　　4.1  污泥回流至缺氧池之前，污泥回流比根據(jù)運行調(diào)試控制在20-80%之間，缺氧池內(nèi)為缺氧狀態(tài)；

　　4.2 缺氧池配水量為總進水量的50%左右，其余部分分為四次配入后續(xù)曝氣池中；

　　4.3 第二曝氣池由一次配水改為三次配水，由一級完全混合改為三級完全混合串聯(lián)運行，改造前后進水方法見圖4-2。

圖4-2　曝氣池工藝變化圖

　　4.4 剩余污泥由缺氧池排出；

　　4.5 污泥處于缺氧——好氧的反復(fù)循環(huán)中。

　　4.6 初沉池改為缺氧池

　　５．改良性ＡＯ工藝的試運行效果

　　工藝改造工程于２００２年５月完成，進行調(diào)試和試運行。在調(diào)試初期，先用原工藝進行活性污泥培養(yǎng)，污泥培養(yǎng)完成后，將四個缺氧池逐個投入運行，至７月份逐步完成了工藝的運行轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)了新工藝的運行，開始按照不同配水比和不同回流比的試運行，１０月２５日，全部實現(xiàn)了各項設(shè)計指標(biāo)，而且出水氨氮明顯優(yōu)于預(yù)期指標(biāo)。實際運行結(jié)果見表5-1。

　　６．改良型ＡＯ工藝的特點

　　本工藝是中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院研究人員近年來根據(jù)中國國情開發(fā)的一種高效脫碳、脫氮工藝，是通過實驗研究及使用活性污泥法計算機優(yōu)化設(shè)計軟件技術(shù)，結(jié)合我廠的實際需要而研究開發(fā)的，具有總停留時間短，運行費用較低的顯著優(yōu)點。吸附沉淀反硝化是本工藝的核心過程。

　　采用此工藝對徐州污水處理廠進行工藝改造，其主要特點是：

　　6.1 回流污泥與部分進入吸附沉淀反硝化池（原初沉池，以下簡稱反硝化池）中廢水的有機物發(fā)生吸附沉淀，通過排出剩余污泥將部分懸浮物、膠體分子及少量溶解性大分子去除，既降低后續(xù)曝氣池的有機負(fù)荷，又節(jié)省部分曝氣動力；

　　6.2 在反硝化池內(nèi)進行部分反硝化，部分硝態(tài)氮與有機物這兩種污染物在反硝化菌的作用下相互作用，同時降低后續(xù)曝氣池有機負(fù)荷，并節(jié)省一定曝氣動力；

　　6.3 整個系統(tǒng)污泥濃度高，污泥總量大，污泥齡長，慢速生長的硝化菌從而避免被系統(tǒng)稀釋出去，系統(tǒng)內(nèi)有足夠的硝化菌生物量，因此硝化作用明顯；

　　6.4 第二曝氣池為三級完全混合式串聯(lián)運行，從反應(yīng)動力學(xué)分析，串聯(lián)運行的要比原先并聯(lián)運行的反應(yīng)效率要高。

　　6.5 由于系統(tǒng)內(nèi)生物總量比其他常規(guī)工藝要高得多，因此活性污泥系統(tǒng)穩(wěn)定性明顯增強，抗受沖擊負(fù)荷的能力明顯提高。

　　7．主要結(jié)論

　　我廠采用改良AO法工藝對原有工藝改造效果明顯：

　　7.1 大幅度提高了原有出水水質(zhì)，BOD₅、COD、SS和氨氮穩(wěn)定達標(biāo)，并且遠(yuǎn)低于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)；

　　7.2 該工藝脫氮效果顯著，去除可達90%左右；

　　7.3 改造后增強了工藝運行的穩(wěn)定性，具有抑制污泥膨脹的作用，整個夏季中未發(fā)生污泥膨脹（改造前每個夏季均要發(fā)生8-10次）；

　　7.4 大幅度減少剩余污泥量，方便污泥的處置。

　　該工藝在諸多方面，如工藝效果、穩(wěn)定性和污泥處理等方面具有很大的優(yōu)越性，具有進一步研究和推廣應(yīng)用的價值。