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曝气生物滤池(BAF)因容积负荷高、水力负荷大、占地面积小等优点在污水处理厂升级改造中具有广阔的应用前景。但该工艺对进水SS要求严格,且BAF自身不能有效除磷,需采用化学辅助除磷。因此需对BAF进水进行预处理,同步实现除SS和除TP的双重目标。BAF进水预处理通常采用混凝沉淀法,但常规混凝沉淀投药量大,成本高,为降低预处理成本,本课题提出泥回流强化混凝沉淀预处理工艺,主要进行了预处理混凝剂优选、辅助药剂强化和泥回流强化等方面研究。根据BAF工艺的特点,预处理后的进水水质力求做到SS小于60mg/L,TP小于1.0mg/L,并尽可能避免有机碳源的损失,保证后续反硝化过程的碳源要求。因此,本课题对常用的三种混凝剂PAC、PAFC和PFS进行了比较。结果表明:PAC去除SS和TP的效果最佳,综合考虑预处理对后续工艺的影响,选择PAC为优选药剂,吨水处理成本为0.16元。PFS虽然处理成本为0.14元,略低于PAC,但其出水色度高,易水解,并导致pH值大幅下降,影响硝化效果。而PAFC则无论从处理效果还是经济性上都不及PAC。此外,本试验对污水中磷的存在形态和相应的除磷机理进行了研究,为除磷药剂的选择提供理论依据。基于PAC为优选药剂,选择石灰和PAM为辅助药剂,进行了强化混凝的研究。结果表明:投加30mg/L的石灰,对SS和TP的去除效果分别提高了约5%和10%,并为后续BAF工艺提供了约20mg/L的碱度。投加0.1mg/L的PAM对SS和TP的去除效果分别提高了约10%和5%,特别是PAM可以显著提高絮体沉降性能,沉淀时间可由30min缩短为12~20min。基于上述研究,对混凝沉淀污泥分别进行了静态回用和动态回流研究。结果表明:污泥回用可在一定程度上强化SS和TP的去除,强化程度与药剂投加量及污泥回用量有关。此外,回用污泥可较好地提高絮体的沉降性能,沉淀时间可由30min缩短为20min。泥回流研究结果表明:当回流污泥含固率约为0.8%,回流体积比为1%时,TP、SS和COD的去除率分别提高约10.9%、13.6%和3.9%。综合研究表明,在预处理出水TP达到1.0mg/L前提下,1%的泥回流可节省约10%的PAC投加量。