二期擴建工程竣工后，運行良好，處理后的出水穩定達標。由于工藝過程中沒有脫氮流程，出水氨氮指標持續超標，不能解決尾水排放造成水體富營養化的問題。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，出市區后經銅山黃橋進入安徽，匯淮河后入洪澤湖。市區河段長9.3km，環繞在建筑密集、居住人口集中的老城區，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廢水，已成為徐州市區一條城市排污溝。

　　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，黑臭現象日益加劇。隨著徐州市污水處理廠一期工程的建成投產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。

　　污水經過二級生化處理后，除了新頒布的氨氮標準外，出水水質能夠達到“城市污水處理廠污水水質排放標準”，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的要求高于該標準；

　　3.1.2 管道截污后，污染負荷將有所回升；

　　3.1.3 管道截污后，喪失了奎河的水量水質調節功能；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，需要在工藝上加以補充考慮，采取有效措施穩定處理效果，在可能條件下盡可能提高處理水水質，減少回用障礙。

　　根據中國礦業大學環境與測繪學院張雁秋教授在《奎河水質達標與資源化工程關鍵技術研究》課題的初步研究，為滿足污水處理廠尾水作為市區景觀用水及下游斷面達標的要求，需要徐州污水處理廠進一步提高出水水質，徐州市環保局根據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化。

　　3.2 工藝改造的原則

　　考慮徐州經濟發展水平及廠內現有條件，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施，進行挖潛改造，占地面積較小，充分利用現有場地，節約工程費用，且施工容易；

　　3.2.3污水處理設備、儀表的選用首先立足國內，對目前暫不能生產或質量尚未過關的部分考慮適當引進；

　　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。

　　根據徐州市環保局的要求，本次工藝改造采用中國礦大環境與測繪學院張雁秋教授研究開發的改良型ＡＯ工藝，設計進出水指標為：

　　４．改良型ＡＯ工藝介紹

　　改良型ＡＯ工藝是根據本廠實際情況和上述改造原則而研究開發的，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，污泥回流比根據運行調試控制在20-80%之間，缺氧池內為缺氧狀態；

　　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——好氧的反復循環中。

　　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，進行調試和試運行。在調試初期，先用原工藝進行活性污泥培養，污泥培養完成后，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型，實現了新工藝的運行，開始按照不同配水比和不同回流比的試運行，１０月２５日，全部實現了各項設計指標，而且出水氨氮明顯優于預期指標。實際運行結果見表5-1。

　　６．改良型ＡＯ工藝的特點

　　本工藝是中國礦業大學環境與測繪學院研究人員近年來根據中國國情開發的一種高效脫碳、脫氮工藝，是通過實驗研究及使用活性污泥法計算機優化設計軟件技術，結合我廠的實際需要而研究開發的，具有總停留時間短，運行費用較低的顯著優點。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，既降低后續曝氣池的有機負荷，又節省部分曝氣動力；

　　6.2 在反硝化池內進行部分反硝化，部分硝態氮與有機物這兩種污染物在反硝化菌的作用下相互作用，同時降低后續曝氣池有機負荷，并節省一定曝氣動力；

　　6.3 整個系統污泥濃度高，污泥總量大，污泥齡長，慢速生長的硝化菌從而避免被系統稀釋出去，系統內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運行，從反應動力學分析，串聯運行的要比原先并聯運行的反應效率要高。

　　6.5 由于系統內生物總量比其他常規工藝要高得多，因此活性污泥系統穩定性明顯增強，抗受沖擊負荷的能力明顯提高。

　　7．主要結論

　　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，BOD₅、COD、SS和氨氮穩定達標，并且遠低于設計標準；

　　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定性，具有抑制污泥膨脹的作用，整個夏季中未發生污泥膨脹（改造前每個夏季均要發生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、穩定性和污泥處理等方面具有很大的優越性，具有進一步研究和推廣應用的價值。