A2O及其改良基本工艺脱氮除磷效果比较研究应用.doc

A2O及其改良工艺脱氮除磷效果比较研究
耿锋
(常州市市政工程设计研究院，江苏 常州 213003)
摘 要：氮、磷是引起水体富营养化和环境污染重要污染物质，其来源多，排放量大，除生活污水和动物排泄物外，工业污水以及垃圾填埋渗滤液等都具有大量氮磷。因而，研究污水脱氮除磷技术，保护水体不受富营养化影响，已成为一种亟待解决问题。进入20世纪七、八十年代以来，随着研究工作进行，对脱氮除磷生物学原理结识不断进一步，诞生了各种生物脱氮除磷工艺。其中倒置A2/O工艺和改良型A2/O工艺生物脱氮除磷理论与技术工艺是污水解决领域重要创新技术。本课题针对常州市江边污水解决厂改良型A2/O工艺，儒林、邹区污水厂倒置A2/O工艺、戚墅堰污水厂老式A2/O工艺有机污染物去除效果，特别是除磷脱氮效果进行了对比分析，推导出倒置A2/O工艺氮去除动力学模型，对常州市污水解决除磷脱氮工艺设计与运营参数进行优化。研究成果表白，倒置A2/O工艺、改良型A2/O工艺生物脱氮除磷生化效率高、流程简捷、运营稳定，具备很高实用价值，不但可用于都市污水及具备相似水质条件工业废水污水厂建设，并且合用于老式活性污泥法污水厂改造，值得推广使用。其中，倒置A2/O工艺，流程简朴更加适合中小型污水解决厂；改良型A2/O生物脱氮除磷工艺由于其可调节性比较强，更符合大型污水解决厂。通过对儒林污水厂倒置A2/O工艺氮去除动力学模型推导，提出动力学表达式S＝S0exp（-0.0784h），验证成果显示，倒置A2/O池中NH3-N实际出水值与理论出水值平均误差为0.003023，方差为0.00848。理论值与实际值相差很小，该模型能合用于常州市倒置A2/O工艺优化设计。
核心词： 脱氮除磷 倒置A2/O工艺 改良型A2/O工艺
Abstract
The resolvable harmful substance such as Nitrogen and Phosphor remained. N and P are the majority pollution source of water eutrophication and environment pollution，which exist not only in sewage and animal excrement but in industry wastewater in wide area with large quantity. So，it is an important problem to study the technology of nitrogen and phosphorus removal to avoid eutrophication.Since 1970’s and 1980’s，many kinds of nitrogen and phosphorus removal technics have been raised with the development of research on biology theoretics of nitrogen and phosphorus removal technology. Theory and technique of nitrogen and phosphorus removal of modified A2/O and inverted A2/O technics are very important in wastewater treatment area.So we analysis the effect of the remove of nitrogen and phosphate in Rulin wastewater treatment plant ,Zouqu wastewater treatment plant and Jiangbian wastewater treatment plant in Changzhou city.The experiment showed that modified A2/O and inverted A2/O are of great application value because of high bio-chemical efficiency，simple process，easy management，stable operation，and low economical and energy consumption. They can be applied not only in sewage plant and similar water treatment，but also alternation of traditional activated sludge sewage plant,for example，Modified A2/O and inverted A2/O technics are recommended to put into use in China with so many advantages and good effect,especially the inverted A2/O process. Remove the deriving of the dynamics model through the inversion A2/O craft nitrogen of the sewage factories of academic circles，propose the dynamics expression formula S =S0exp (0.0784h)，prove result reveal，invert A2/O pool reality of NH3-N surface value and theory surface mean error of value 0.003023，variance is 0.00848. Theory value and actual value difference are very small，this model can be suitable for Changzhou's inverting the optimization design of A2/O craft.

Keywords：Nitrogen and phosphorus removal Modified A2/O process
Inverted A2/O process
1 绪论
1.1 氮、磷污染及危害
随着人类活动不断增长，环境资源不断变化，含氮污水排放急剧增长，废水中氮、磷等营养物质对环境所导致影响逐渐引起人们注意[1]。
氮、磷是引起水体富营养化和环境污染重要污染物质。水体富营养化即在自然条件下，随着河流夹带冲击物和水生生物残骸在湖底不断沉降淤积，湖泊会从平营养湖过渡为富营养湖，进而演变为沼泽和陆地，这是一种极为缓慢过程。但由于人类活动，将大量工业废水和生活污水以及农田径流中植物营养物质排入湖泊、水库、河口、海湾等缓流水体后，水生生物特别是藻类将大量繁殖，使生物量种群种类数量发生变化，破坏了水体生态平衡。
大量死亡水生生物沉积到湖底，被微生物分解，消耗大量溶解氧，使水体溶解氧含量急剧减少，水质恶化，以致影响到鱼类生存，大大加速了水体富营养化过程。水体浮现富营养化现象时，由于浮游生物大量繁殖，往往使水体呈现蓝色、红色、棕色、乳白色等，这种现象在江河湖泊中叫水华，在海中叫赤潮。这些藻类有恶臭、有毒，鱼不能食用。藻类遮蔽阳光，使水底生植物因光合伙用受到阻碍而死去，腐败后放出氮、磷等植物营养物质，再供藻类运用。这样年深月久，导致恶性循环，藻类大量繁殖，水质恶化而有腥臭，导致鱼类死亡。
氮、磷来源较多，排放量较大，除生活污水和动物排泄物外，大量工业污水，如石化、制药、食品等工业污水以及垃圾填埋渗漏水等，都具有大量氮磷，因而，研究污水脱氮除磷技术，保护水体不受富营养化影响，已成为一种亟待解决问题[2]-[5]。随着水体富营养化问题日益严重，国家对氮磷排放规定日益严格，绝大多数不具备脱氮除磷功能都市污水解决厂都面临着艰巨改造任务[6]。
《城乡污水解决厂污染物排放原则》（GB18918-）对所有排放污水中氮、磷量都做出了明确规定：1月1日起建设污水解决厂，其中磷（以P计）排放要严格控制在0.5mg/l（一级A原则）如下，其中氨氮排放规定严格控制在5mg/l（一级A原则）如下。
为了满足出水排放原则，绝大多数城乡污水解决厂都必要采用二级生化解决和深度脱氮除磷解决工艺技术。
1.2 生物除磷脱氮工艺概述
生物同步脱氮除磷工艺既在一种解决系统中能同步实现对氮、磷进行去除，其中华人民共和国内经常使用工艺有：老式A2/O工艺、倒置A2/O工艺、改良型A2/O工艺、CAST工艺、MSBR工艺、UNITANK工艺等[7]。现重点简介当前惯用几种解决工艺。
1.2.1 老式A2/O工艺
老式A2/O（Anaerobic-Anoxic-Oxic）工艺是厌氧-缺氧-好氧生物除磷脱氮工艺简称，它是70年代由美国专家在厌氧-好氧除磷工艺(A/O)基本上开发出来[8]。
该工艺是老式活性污泥工艺、生物脱氮工艺和生物除磷工艺综合，能同步具备去除有机物、除磷脱氮功能，该系统可以称为最简朴同步除磷脱氮工艺。从工艺上来说，它是在老式活性污泥法基本上增长一种缺氧段和一种厌氧段[9]。
其解决流程如下图所示，污水依次通过厌氧区，缺氧区和好氧区，好氧区出水一某些回流至缺氧区前端，以达到硝化脱氮目。
其工艺特点重要是：工艺流程比较简朴；厌氧、缺氧、好氧交替运营，不利于丝状菌繁殖，减小无污泥膨胀；无需投药，运营费用低[37-39]。

出水
污泥回流
进水

厌氧

缺氧

好氧
二沉池
剩余污泥
混合液回流

图1-1 老式A2/O工艺流程图
1.2.2 改良型A2/O工艺
改良型A2/O 工艺（即MUCT，Modified University of Cape Town）。
污泥回流
混合液回流
90％
进水
10％
剩余污泥
厌氧/缺氧调节

厌氧

缺氧

好氧
二沉池
出水

图1-2 改良型A2/O工艺流程图
改良型A2/O活性污泥法工艺是通过厌氧、缺氧和好氧交替变化环境完毕除磷脱氮反映。改良型A2/O活性污泥法工艺特点是把除磷、脱氮和降解有机物三个变化过程巧妙结合起来，在厌氧段和缺氧段为除磷和脱氮提供各自不同反映条件，在最后好氧段提供共同反映条件，通过简朴组合，较好地解决了除磷脱氮矛盾。该工艺相对成熟可靠，解决效果稳定，对于管理水平较高、规模较大地都市污水解决厂比较合用。在反映池布置型式上，可以考虑多点进水，依照实际进水水质，来拟定曝气池运营方式，可按A2/O运营、A/O运营、普通活性污泥法运营等等，运营灵活，可以节约运营成本。此外，污泥回流泵选取、污泥回流管配备等方面设计中也可考虑倒置A2/O运营也许性。
该工艺在老式A2/O工艺基本上，在厌氧池之前增设厌氧/缺氧池。来自于二沉池回流污泥和10%左右进水进入厌氧/氧调节池。其重要特点是：回流污泥和一某些污水进入该池进行反硝化，去除了回流污泥中硝酸盐，消除（或大大减少）了回流污泥中硝态氮对后续厌氧池不利影响，有助于厌氧池聚磷菌释磷，同步抑制了丝状菌繁殖，改进了泥水分离性能，从而使运营稳定、解决效果更好[10]。
1.2.3 倒置A2/O工艺
倒置A2/O工艺（reversed A2/O）。其工艺流程图如图1-3。
倒置A2/O工艺采用缺氧、厌氧及好氧布置顺序，取消了内循环。其重要特点是：缺氧区位于厌氧区之前，硝酸盐在这里消耗殆尽，厌氧区ORP较低，有助于微生物形成更强吸磷动力；微生物厌氧释磷后直接进入生化效率较高好氧环境，其在厌氧条件下形成吸磷动力可以得到更充分运用；缺氧段位于工艺首端，容许反硝化优先获得碳源，进一步加强了系统脱氮能力；工艺流程更为简捷[14]- [18]。

进水
出水
剩余污泥
污泥回流
90％
10％

缺氧/厌氧

厌氧

好氧
二沉池

图1-3 倒置A2/O工艺流程图
1.2.4 CAST工艺
RAS
RAS
出水
Ⅲ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅱ
Ⅰ
进水
池1
池2
Ⅰ
CAST（Cyclic Activated Sludge Technology，循环活性污泥系统）。
Ⅰ为生物选取器；Ⅱ为预反映区；Ⅲ为主反映区；RAS为回流活性污泥
图1-4 典型CAST池平面示意图
CAST工艺是SBR（序批式活性污泥法）和ICEAS工艺更新变型，它在主反映区（SBR池）前面设立了生物选取器并将污泥回流到这里。生物选取器是容积较小泥水接触区，它可在厌氧或缺氧条件下运营，在接触区形成了明显基质浓度梯度，活性污泥能迅速吸附和水解水中有机物，污泥中硝酸盐氮经反硝化去除，而磷得到释放。生物选取器能有效地抑制丝状菌繁殖。
预反映区为水力反冲区，大小与高峰流量关于，若在非曝气阶段，不进水可将其省去。主反映区在可变容积完全混合反映条件下运营，完毕含碳有机物和涉及氮、磷污染物去除。运营时通过控制溶解氧浓度来保证硝化、反硝化以及磷吸取同步进行[19]。
1.2.5 UNITANK工艺
进水
出水
剩余污泥
A
B
C
UNITANK（组合交替式活性污泥法）[35-36]工艺集中了老式活性污泥法和SBR[33-34]长处，解决单元一体化，经济、运转灵活。其基本单元由三个区（或格）构成，互相之间通过公共墙开洞或池底渠连通。两个边区设有固定出水堰及污泥排出设施，可交替进行缺氧、厌氧、好氧和沉淀工况；中区进行好氧或缺氧、好氧交替工况。污水可分时序进入三区中任一区，区中“三氧”工况历时长短则依照水质等因素拟定，依照监测指标（ORP或DO）值调节曝气设备供氧状况及搅拌器开闭，动态地（空间和时间）实现厌氧、缺氧和好氧条件而达到除磷脱氮目[20]。
图1-5 UNITANK工艺流程图
1.3 生物除磷脱氮原理
1.3.1 生物除磷原理
（1）聚磷菌除磷机理
都市污水中存在含磷物质基本上都是不同形式磷酸盐（简称磷或总磷，用P或TP表达）。按化学特性（酸性水解和消化）则可进一步提成正磷酸盐、聚合磷酸盐和有机磷酸盐，分别简称正磷、聚磷和有机磷。
污水生物除磷就是运用聚磷菌超量吸磷现象，即聚磷菌吸取磷量超过微生物正常生长所需要磷量，在老式生物解决系统中采用排除过量吸磷剩余污泥来实现污水解决系统磷去除。据报道，在生物除磷系统中污泥含磷量典型值在6%左右，有些能达到8%-12%，而普通活性污泥含磷量只有2%。

图1-6 聚磷菌除磷机理
普通在厌氧/好氧交替变化活性污泥系统中产生聚磷菌。在厌氧/缺氧条件下聚磷菌生长会受到抑制，为了生存它释放出其细胞中聚磷酸盐（以溶解性磷酸盐形式释放到溶液中），并运用此过程中产生能量（以ATP形式）摄取污水中挥发性脂肪酸（VFA）以合成聚-β-羟基丁酸盐（PHB）颗粒贮存在其体内。此阶段水中溶解性磷酸盐浓度有所增长[22]。
当聚磷菌进入好氧环境后，它们活力将得到充分恢复。而此时水中有机物由于通过了厌氧环境下降解其浓度非常低，为了生存它们将氧化分解PHB获得能量（以ATP形式）。
它们从污水中大量摄取溶解态正磷酸盐用于合成ATP，并在其细胞内以多聚磷酸盐形式贮存能量。这种对磷积累作用大大超过微生物正常生产所需磷量。在此阶段水中溶解性磷酸盐浓度大大减少。
温度对除磷效果影响不如对脱氮过程影响明显。由于在高温、中温、低温条件下，不同菌群都具备生物除磷能力，在5～30℃范畴内，都可以得到较好除磷效果，而温度对除磷影响重要是影响厌氧发酵作用进而影响厌氧条件下低分子有机物形成和吸取，从这种意义上来说低温运营时厌氧区停留时间应当长些。普通聚磷菌适当温度是5～30℃之间[44，45]
Pi
乙酸
乙酰-CoA
PHA
细胞
NAD
NADH
糖原
ADP
Poly P
CO2
（a）厌氧
乙酰-CoA
PHA
细胞
NAD
NADH
CO2
ADP
Poly P
ATP
TCA+
乙醛酸循环
Pi
（b）好氧

图1-7 生物除磷过程中生物代谢图
（2）兼性厌氧反硝化除磷细菌机理
研究者发现了一种“兼性厌氧反硝化除磷细菌”(DPB)，它可以在缺氧条件下运用NO3-作为电子受体氧化细胞内贮存PHA，并从环境中摄磷，实现同步反硝化和过度摄磷。兼性反硝化菌生物摄/放磷作用确认，不但拓宽了除磷途径，并且更重要是这种细菌摄/放磷作用将反硝化脱氮与生物除磷有机地合二为一。该工艺具备解决过程中COD和O2消耗量较少、剩余污泥量小等特点，并且运用DPB实现生物除磷，能使碳源得到有效运用，使该工艺在COD/(N+P)值相对较低状况下仍能保持良好运营状态，并使除磷化学药剂量大大减少，同步除磷器内可获得富含磷污泥，使磷循环运用成为也许[40，41]。
1.3.2 生物脱氮原理
生物脱氮是在微生物作用下，将有机氮和NH3-N转化为N2和NxO气体过程[7]。废水中存在着有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等形式氮，而其中以氨氮和有机氮为重要形式。在生物解决过程中，有机氮被异养微生物氧化分解，即通过氨化作用转化为成NH3-N，而后经硝化过程转化变为NOx-N，最后通过反硝化作用使NOx-N转化成N2，而逸入大气。由此可见，进行生物脱氮可分为氨化－硝化－反硝化三个环节。由于氨化反映速度不久，在普通废水解决设施中均能完毕，故生物脱氮核心在于硝化和反硝化[23]。
1）氨化作用
氨化作用是指将有机氮化合物转化为NH3-N过程，也称为矿化作用。参加氨化作用细菌称为氨化细菌。在自然界中，它们种类诸多，重要有好氧性荧光假单胞菌和灵杆菌、兼性变形杆菌和厌氧腐败梭菌等。在好氧条件下，重要有两种降解方式，一是氧化酶催化下氧化脱氨。例如氨基酸生成酮酸和氨：

　　 丙氨酸 亚氨基丙酸 丙酮酸
另一是某些好氧菌，在水解酶催化作用下能水解脱氮反映。例如尿素能被许多细菌水解产生氨，分解尿素细菌有尿八联球菌和尿素芽孢杆菌等，它们是好氧菌，其反映式如下：

　　在厌氧或缺氧条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径氨化反映。

2）硝化作用
硝化作用是指将NH3-N氧化为NOx-N生物化学反映，这个过程由亚硝酸菌和硝酸菌共同完毕，涉及亚硝化反映和硝化反映两个环节。该反映历程为：
　　亚硝化反映
　　硝化反映
　　总反映式
　　亚硝酸菌有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和亚硝酸球菌属。硝酸菌有硝酸杆菌属、硝酸球菌属。亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌[23]。发生硝化反映时细菌分别从氧化NH3-N和NO2--N过程中获得能量，碳源来自无机碳化合物，如CO32、HCO、CO2等。假定细胞构成为C5H7NO2，则硝化菌合成化学计量关系可表达为：
　　亚硝化反映
　　硝化反映
　　在综合考虑了氧化合成后，实际应用中硝化反映总方程式为：

由上式可以看出硝化过程三个重要特性：
（1）NH3生物氧化需要大量氧，大概每去除1gNH3-N需要4.2gO2；
（2）硝化过程细胞产率非常低，难以维持较高物质浓度，特别是在低温冬季；
（3）硝化过程中产生大量质子（H+），为了使反映能顺利进行，需要大量碱中和，理论上大概为每氧化1gNH3-N需要碱度5.57g(以NaCO3计)。
在硝化反映过程中氮元素转化经历了如下过程：
NH4+ NH2OH NOH NO2- NO3-
3）反硝化作用
反硝化作用是指在厌氧或缺氧（DO<0.3-0.5mg/L）条件下，NOx--N及其他氮氧化物被用作电子受体被还原为氮气或氮其他气态氧化物生物学反映，这个过程由反硝化菌完毕。反映历程为：

[H]可以是任何能提供电子，且能还原NOx--N为氮气物质，涉及有机物、硫化物、H+等。进行此类反映细菌重要有变形杆菌属、微球菌属、假单胞菌属、芽胞杆菌属、产碱杆菌属、黄杆菌属等兼性细菌，它们在自然界中广泛存在。有分子氧存在时，运用O2作为最后电子受体，氧化有机物，进行呼吸；无分子氧存在时，运用NOx--N进行呼吸。研究表白，这种运用分子氧和NOx--N之间转换很容易进行，虽然频繁互换也不会抑制反硝化进行。
大多数反硝化菌能进行反硝化同步将NOx--N同化为NH3-N而供应细胞合成之用，这也就是所谓同化反硝化。只有当NOx--N作为反硝化菌唯一可运用氨源时NOx--N同化代谢才也许发生。如果废水中同步存在NH3-N，反硝化菌有限地运用NH3-N进行合成。
4）同化作用
在生物脱氮过程中，废水中一某些氮（NH3-N或有机氮）被同化为异养生物细胞构成某些。微生物细胞采用C60H87O23N12P来表达，按细胞干重量计算，微生物细胞中氮含量约为12.5%。虽然微生物内源呼吸和溶胞作用会使一某些细胞氮又以有机氮和NH3-N形式回到废水中，但仍存在于微生物细胞及内源呼吸残留物中氮可以在二沉池中得以从废水中去除。
5）脱氮新机理
近年某些研究者在研究中陆续观测到某些超过老式生物脱氮理论新现象[21]。例如将好氧硝化过程控制在亚硝酸盐阶段，然后在缺氧条件下直接反硝化亚硝酸型生物脱氮；在一定条件下，硝化和反硝化可以在同一种反映器内同步完毕；异养硝化以及厌氧氨氧化等。这些现象可以从微环境理论和生物学角度进行解释。微环境理论重要从物理学角度研究活性污泥和生物膜微环境中各种物质（如DO、有机物、NO3-N和NO2-N等）传递变化、各类微生物代谢活动及其互相作用，从而导致微环境中物理、化学和生物条件或状态变化。在宏观环境中微好氧状态时，由于氧扩散限制，微生物絮体内产生了溶解氧梯度，也就形成了不同微环境。生物学角度解释不同于老式理论，微生物学家发现了异养硝化菌和好氧反硝化菌，它们甚至可在完全厌氧条件下发生硝化作用。有些好氧反硝化菌同步也是异养型硝化菌，它们可以在好氧条件下直接将氨转化为最后气态产物。以上这些现象发现为研究者研究新生物脱氮理论和开发新生物脱氮工艺指引了方向，使她们不断开发出了许多新型脱氮工艺。如：SND(同步硝化反硝化工艺)、SHARON(Single reactor high activity ammonia removal over nitrite，亚硝化反映器)工艺、OLAND(Oxygen-limited autotrophic nitrification-denitrification，氧限制自氧硝化—反硝化)工艺、厌氧氨氧化工艺以及短程硝化-厌氧氨氧化组合工艺等。
1.4 研究目及内容
1.4.1 研究目
随着常州市经济迅速发展，人口也不断增长，特别是当武进区纳入市区统一管理后，排放污水越来越多，水质也越来越复杂，本来污水设施基本上均满负荷运转，增长污水必要新增污水解决设施，才干保证市区水环境不再恶化。
因而，必要及早完善都市污水系统，加大污水解决力度，使都市实现供水和排水良性循环，完善和保持都市风貌，使都市赖以生存和发展生态环境得到有效改进和提高。依照前面阐述不难看出，都市污水解决，归根结底是如何有效脱氮除磷。
随着研究工作进行，对脱氮除磷生物学原理结识不断进一步，诞生了各种生物脱氮除磷工艺，推动了污水生物脱氮除磷技术发展，增进了污水生物解决技术进步[24]。其中应用较多工艺有：老式A2/O工艺、倒置A2/O工艺、改良型A2/O工艺等。本研究目就是在通过对常州市四个采用上述工艺污水厂生物池除磷脱氮效果分析，找出更适合常州市状况解决工艺，为后续污水厂建设提供借鉴。
1.4.2 研究内容
（1）在常州市江边、儒林、邹区、戚墅堰污水厂运营期间，记录各厂进出水水质中COD、BOD5、TP、NH4+-N、SS历时变化，分析相应工艺污染物去除效果及存在局限性，找出最适合常州市水质条件解决工艺。
（2）对其中解决效果较好倒置A2/O工艺建立氮去除动力学模型，为将来工艺设计工作提供理论指引。

2 A2/O及其改良工艺工程应用
2.1 常州市污水解决概况
常州市位于江苏省南部、沪宁铁路中段，东临无锡、南接宜兴、北枕长江、西毗茅山山脉，京杭大运河贯穿全境。全市交通便利，水陆空运送齐全。市中心东距上海167公里，西距南京138公里。全市土地总面积4375平方公里，人口342万，其中市区面积1864平方公里，人口201万。
常州是一座有着2500近年历史文化古城，同步又是一座布满当代气息、经济发达新兴工业都市，处在国内沿江开发与沿海“T”型发展战略结合部附近。随着区域调节实现，常州正在向建设特大都市目的迈进。常州作为长江三角洲重要都市之一，在上海经济区中具备重要地位。近年来，常州市被列为全国第二轮综合体制改革试点都市、社会发展综合实验区，高新技术产业开发区被国务院、国家科委批准为国家级开发区。常州市区被中华人民共和国经济社会发展水平评价中心列为全国都市综合实力50强和投资环境40优都市之一。
2.1.1 常州市水环境状况概况
常州市区水环境质量相比上一年度总体上得到改进，劣Ⅴ类水体有所减少，市区水域功能区水质达标率与上年持平，但环境形势仍不容乐观，水环境污染类型依然属综合型有机污染。
（1）饮用水水源水质：市区饮用水均取自长江，长江常州段水源地水质保持较好状态，达到国家《地表水环境质量原则》（GB3838-）中Ⅲ类水原则，长江西石桥第一水厂和长江魏村第二水厂全年取水量为21890万吨，都市饮用水水源地水质达标率为100%。
（2）地表水环境质量：市区重要河流为长江和京杭运河，监测表白：41个地表水水质监测断面中，11个断面符合V类水体规定，占27%；12个断面符合IV类水体规定，占29%；2个断面符合III类水体规定，占5%。长江和运河干流常州段水质总体较好，且较上年有所改进，但运河支流污染仍比较严重，特别是大通河和北塘河，随着我市“清水工程”力度加大，相比上年，市河黑臭发生率已有明显下降。市区重要湖泊滆湖水质较上年有所改进，但依然体现为中度富营养化。市区地表水体重要污染指标为氨氮、生化需氧量、溶解氧、总磷、挥发酚和石油类[25]。
2.1.2 常州市污水解决现状
常州市市区废水年排放总量为3.95亿吨，重要污染物化学需氧量年排放总量为4.54万吨。其中：工业废水年排放量为2.76亿吨，排放达标率为98.62%，重要污染物化学需氧量、挥发酚和石油类年排放量分别为2.59万吨、2.25吨和73.89吨；生活污水年排放量为1.19亿吨，其中化学需氧量年排放量为1.95万吨。
重要办法与行动
（1）城乡污水解决：近几年，常州市积极实行江边污水解决厂二期工程及乡镇污水解决厂建设，先后建成戚墅堰等都市生活污水解决厂6座，日解决污水能力达40万吨，拥有乡镇污水解决厂7座，日解决能力达6.2万吨，年解决城乡污水16145.6万吨，城乡生活污水解决率达82.2%。拥有工业废水集中解决装置7座，日解决能力达26.6万吨，其他工业废水解决装置444套，日解决能力达50.34万吨，工业废水排放达标率为98.6%。
（2）水环境综合整治：开展全市水环境专项整治行动，进一步推动“清水工程”，巩固整治成果，通过市水利、建设和环保三部门分工协作，通过提标排放、接管截污、限期搬迁，以及固岸、清淤、绿化、换水等工程手段，开展市河水环境综合整治，已有20条市区河道基本达到了“变清”整治目的，市河水环境状况有所改进[25]。
2.2 戚墅堰污水解决厂
2.2.1 水质、水量
戚墅堰区位于常州市东部，地处长江三角洲平原，地势平坦，平均地面高程4.5m左右，最高5.80m，某些地区较低，仅2~3m。区域内河道纵横交错，四通八达，京杭运河自东向西贯穿该区，是该区水网中心。运河以南有通济河、武进港承办运
河北部河道来水，输向太湖；运河以北有丁塘港、革新河、三山港等承办长江来水,为运河补给水量[29]。
戚墅堰污水解决厂位于常州戚墅堰区，收集系统服务范畴为戚墅堰区，总服务面积约为31km2，现状服务人口约为10万，污水解决厂设计总规模10万m3/d。
戚墅堰污水解决厂设计进出水水质为：
五日生化需氧量 BOD5＝180 mg/l
化学需氧量 CODcr＝400 mg/l
悬浮固体 SS＝250 mg/l
氨氮 NH3-N=35 mg/l
总磷（以磷酸盐计） TP＝4 mg/l
出水按照《城乡污水解决厂污染物排放原则》（GB18918-）（如下简称“排放原则”）一级排放B原则排放，即：
BOD5 ≤20 mg/l
CODCr ≤60 mg/l
SS ≤20 mg/l
TN ≤20 mg/l
NH3-N ≤8（15）mg/l
TP ≤1.0 mg/l
粪大肠菌群数 ≤104个/l
注：括号内数值为水温≤12℃时控制指标。
2.2.2 解决工艺
该厂污水解决工艺为：
进水→粗格栅→涡流沉砂池→A2/O生物池→二次沉淀池→消毒→出水
戚墅堰污水解决厂采用粗格栅间和进水泵房分建型式，以尽量实现污染集中、维修集中。
生物反映池采用老式A2/O工艺：
（1）设计参数
设计流量 1300m3/h·座 （变化系数 1.25）
污泥龄 10d
污泥浓度 3500mg/l
污泥负荷 0.09kgBOD5/kgMLSS·d
污泥产率 1.17kgDS/去除kgBOD5
设计水温 12℃
内回流比 200％
外（污泥）回流比 100%
有效水深 5.5m
供氧方式 鼓风曝气
传氧效率 16%
搅拌功率密度 6w/m3
（2）计算成果
单座总池容 13525m3
其中：厌氧池 2288m3
缺氧池 1144m3
好氧池 8976m3
A/A/O容积比约为 1：1：4
总水力停留时间（HRT） 13h
（3）反映池设计
生物反映池一座，总尺寸34×78.2m，水深5.5 m。生物反映池共分8格，前4格为厌氧、缺氧池，每格尺寸26×8 m。其中第一、二格为厌氧池，溶解氧浓度不大于0.2mg/l，三、四格为缺氧池，溶解氧浓度不大于0.5mg/l，后4格均为好氧池，每格尺寸为51×8 m。池内布有微孔曝气器，分别为1165只、1020只、816只、816只，共计3818只。在厌氧、缺氧池中每格设有水下搅拌机1台，每台功率5KW。
生物反映池全程平均水力停留时间为13h（其中厌氧段2.17h，缺氧段2.17 h，好氧段8.66 h），厌氧、缺氧、好氧三段容积比为1：1：4，污泥浓度3.5kg/m3，污泥负荷0.09kg BOD5/ kgMLSS·d，产泥率1.17kg MLSS /kg. BOD5，污泥龄为10天。
二次沉淀池采用中心进水、周边出水式辐流式沉淀池，最后出水通过真空加氯机加氯消毒。
2.3 江边污水解决厂
2.3.1 水质、水量
江边污水解决厂位于常州新北区，距离长江岸边约3公里处，收集系统服务范畴为中心城区。总服务面积约为500km2，现状服务人口约为110万。污水解决厂设计总规模80万m3/d，一期规模10万m3/d，生活污水占总水量49.6%，工业废水占总水量50.4%，工业废水重要以化工、印染废水为主[30].。据检测，有时PH值偏低，会影响生物除磷效果[43].。
江边污水解决厂进水水质为：
五日生化需氧量 BOD5＝160 mg/l
化学需氧量 CODcr＝500 mg/l
悬浮固体 SS＝220 mg/l
氨氮 NH3-N =40 mg/l
总磷（以磷酸盐计） TP＝4 mg/l
出水按照《排放原则》一级排放B原则排放。
2.3.2 解决工艺
该厂污水解决工艺为：
进水→粗格栅→涡流沉砂池→改良型A2/O生物池→二次沉淀池→消毒→出水
江边污水解决厂采用粗格栅间和进水泵房分建型式，以尽量实现污染集中、维修集中。
生物反映池采用改良型A2/O工艺：
（1）设计参数
设计流量 4584m3/h·座（共2座） 分两格（变化系数 1.1）
污泥龄 12d
污泥浓度 3000mg/l
污泥负荷 0.0821 kgBOD5/kgMLSS·d
污泥产率 0.9kgDS/去除kgBOD5
设计水温 12℃
缺氧回流比 75％
好氧混合液回流 200％
污泥回流比 100%
有效水深 5.5m
供氧方式 鼓风曝气
传氧效率 16%
搅拌功率密度 5w/m3
（2）计算成果
单座（共2座）总池容 49390m3
其中：厌氧池 5350m3
缺氧池（Ⅰ） 1745m3
缺氧池（Ⅱ） 9480m3
好氧池 32815m3
A/A/O容积比约为 1：2.1：6.1
总水力停留时间（HRT） 11.85h
（3）反映池设计
单座反映池平面尺寸为137m×69m，分为独立两格。有效水深5.5m，平均超高1.0m。每格分隔成4个相通某些，依次为厌氧池、缺氧池（I）、缺氧池（II）和好氧池。
厌氧池水力停留时间1.3h，内设隔墙，提成两个流道，装有2台水下搅拌器，搅拌功率为5w/m3。进水进入厌氧池，与从缺氧池回流来污泥在此进行充分混合，释放回流污泥中磷酸盐。回流污泥泵采用安装在池壁上潜水泵，设计回流比75%，选泵时考虑回流比为50～100％运营也许。缺氧池（I）为针对进一步去除回流污泥中硝酸盐而设立，目是为了消除回流污泥中硝酸盐对释磷影响。1个流道，安装水下搅拌器，功率密度5w/m3。缺氧池（II）为脱氮重要场合，4个流道，安装水下搅拌器，功率密度5w/m3。内回流泵安装在好氧池与缺氧池（II）隔墙上，设计内回流比为200%，选取回流泵时考虑回流比100～400%运营也许。缺氧池水力停留时间2.7 h。好氧池是硝化反映场合，设计成推流式池型，设隔墙提成6条廊道。池内安装胶片式微孔曝气器，前段安装密度2个/m2，后段安装密度为1.2个/m2。好氧池水力停留时间7