目前，我国对于污水的处理主要是通过污水处理厂来实现，但许多污水处理厂对污水的处理技术，只采用了有机物去除技术，此类技术对于污水当中的氮、磷等物质的去除效果不理想，根据统计此项技术一般只能去除10%~20%的氮、磷物质，并不满足我国二级排放标准。所以在此项技术的应用下，造成了我国多个水体的富营养化，引发赤潮现象，而为了对此进行改善，目前已有部分污水处理厂开始采用三污泥系统来进行污水处理。
一、三污泥系统概述：
三次污泥系统主要是利用三次化学污泥来进行处理，而三次化学污泥的生产，主要在于污水三级处理方面，在对污水进行三级处理时，其会产生污泥，而此污泥即为三次化学污泥，污泥当中主要含有大量的石灰、明矾成分，所以在本质的角度上来说三次化学污泥属于污染性极强的一种物质，所以需要对此污泥进行处理。但传统工艺所产生的污泥量巨大，其多数采用单污泥系统来进行污水处理，而此项处理技术的能耗、运行难度较高，严重的限制了污水处理的性能。而本文为了突破传统工艺的局限性，针对三污泥系统理论，设计了一种活性污泥法三污泥自养脱氮和强化生物除磷工艺。
二、三污泥系统设计材料与方法：
① 试验原水：采用的试验原水主要为某污水处理厂初沉池的出水，此厂出水当中，每7.0~7.8cm3范围内，pH值为7.5；每61.6~309.2cm3范围内，就平均含有166.7COD；每43.6~60.7cm3范围内，就平均含有55.4TN等。
② 设计各反应器启动：A/O反应器启动：设计当中的A/0反应器主要属于系统前处理流程，其功能在于除磷、降解。在实际启动当中，首先将接种种泥作为其回流污泥，接种量为5L，污泥浓度为12000mg/L。在启动当中，为了实现除磷的高效性，本文将SRT控制在3~5d区间当中，因此区间适合聚磷菌的生长，在通过2~4个SRT区间之后，系统中的硝化菌已经产生系统化，从而消除了反应器的硝化能力，使得污泥种群得到优化，在此前提下就突破了传统工艺中除磷菌、硝化菌因STR不同而造成的脱氮、除磷难以兼顾的局限性，同时为之后半亚硝化系统提供了良好的基础。
③ 半亚硝化反应器启动：采用接种混合污泥的方式来启动半亚硝化反应器，启动当中的混合污泥主要由两种不同成分的污泥所融合组成，主要为短程硝化污泥、全程硝化污泥，融合比例方面接种短程硝化污泥15L、全程硝化污泥5L。最终形成的混合污泥总量为12000mg/L。在启动之后，主要通过FISH技术来对混合污泥当中的氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌进行检测，并基于检测结果进行统计，统计当中显示氨氧化细菌、亚硝酸氧化细菌的种群生物量质量分数为8.00%、3.24%。在接种之后半亚硝化反应器的混合污泥为4000mg/L，在启动之后通过结果看出，亚硝氮累积率稳步提高，原水在通过A/O处理之后，其COD降解十分充分，因此说明本文设计使得半亚硝化系统污泥种群得到了优化。
④ ANAMMOX反应器启动：ANAMMOX反应器因为来自于高氨氮废水研究工作，所以其本身的处理能力已经得到了验证，所以本文没有对其进行启动，直接以半亚硝化反应器出水作为进水，以此对ANAMMOX反应器的低氨氮城市污水的脱氮性能处理能力进行研究，研究显示ANAMMOX反应器的低氨氮城市污水的脱氮性能较高。
三、设计系统结果分析：
① A/O反应器运行结果分析：本文A/O反应器的HRT为3.6h，其中混合污泥均值为3200mg/L，在此前提下其进出水的TP变化为4.7~8.1mg/L，均值为5.8mg/L，整体来看，其出水TP值数为0.8~3.3mg/L，在出水初期波动较大；TP去除率方面，其由原本的80%提高至95%以上，说明本文设计的除磷效率高于传统工艺，主要是因为A/O反应器的厌氧段没有回流硝氮和亚硝氮的影响，所以厌氧区的效果得到了保证，同时在厌氧区效果发挥良好的前提下，避免了聚磷菌争夺碳源的反硝化作用，所以，本文系统的原水当中的可生化降解有机物，能够给聚磷菌提供较好的吸收基质。
② 半亚硝化反应器运行结果分析：半亚硝化反应器的进水量NH4+-N均值在50mg/L，而NO2、NO3的均值均维持在1mg/L范围内，在比较之下NH4+-N以及NO2的表现相对稳定，而此两者的浓度比例大约在1.0左右在半亚硝化反应器运行一段时间之后，NH4+-N以及NO2的出水浓度得到了优化，从初期的20mh/L降至10mg/L，所以半亚硝化反应器的TN消除率提高了50%，高于传统的10~20%。
③ ANAMMOX反应器运行结果分析：ANAMMOX反应器的HRT为1.4h，进水NH4+-N以及NO2为1.0，在运行的初期NH4+-N以及NO2的浓度值达到了20mg/L左右，但在持续运行之后，NH4+-N以及NO2的浓度值有所下降，进而逐步稳定在10mg/L左右，说明本文ANAMMOX反应器处理性能得到了优化。
四、结语：
主要对城市污水三污泥系统自养脱氮与强化生物除磷功能进行了研究，研究主要将传统工艺的功能参数作为比较，设计了一种活性污泥法三污泥自养脱氮和强化生物除磷工。设计首先将三污泥系统模型作为设计模型，之后介绍了本文的试验原水，再后针对系统内的各类反应器进行启动，最终对反应器启动后的变化进行统计，证实本文设计突破了传统工艺的局限性。
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