污水AO處理工藝淺談

1、1.基本原理AO工藝法也叫厭氧好氧工藝法，A(Anacrobic)是厭氧段，用與脫氮除磷；O(Oxic)是好氧段，用于除水中的有機(jī)物。A/O法生物去除氨氮原理：污水中的氨氮，在充氧的條件下（O段），被硝化菌硝化為硝態(tài)氮，大量硝態(tài)氮回流至A段，在缺氧條件下，通過(guò)兼性厭氧反硝化菌作用，以污水中有機(jī)物作為電子供體，硝態(tài)氮作為電子受體，使硝態(tài)氮波還原為無(wú)污染的氮?dú)猓萑氪髿鈴亩_(dá)到最終脫氮的自的。硝化反應(yīng)：NH4+2O2NO3-2H+H2O反硝化反應(yīng)：6NO3-5CH3OH（有機(jī)物）5CO27H2O+6OH-+3N2A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起，A段DO不大于0.2mg/L，O段DO=

2、24mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸，使大分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物，不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī)物，當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時(shí)，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染物進(jìn)行氨化（有機(jī)鏈上的N或氨基酸中的氨基）游離出氨（NH3、NH4+），在充足供氧條件下，自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N（NH4+）氧化為NO3-，通過(guò)回流控制返回至A池，在缺氧條件下，異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮（N2）完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán)，實(shí)現(xiàn)污水無(wú)害化處理。 2.A/O內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝特

3、點(diǎn) 根據(jù)以上對(duì)生物脫氮基本流程的敘述，結(jié)合多年的廢水脫氮的經(jīng)驗(yàn)，我們總結(jié)出(A/O)生物脫氮流程具有以下優(yōu)點(diǎn)： (1)效率高。該工藝對(duì)廢水中的有機(jī)物，氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停留時(shí)間大于54h，經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過(guò)混凝沉淀，可將COD值降至100mg/L以下，其他指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，總氮去除率在70%以上。(2)流程簡(jiǎn)單，投資省，操作費(fèi)用低。反硝化在前，硝化在后，設(shè)內(nèi)循環(huán)，以原污水中的有機(jī)底物作為碳源，效果好，反硝化反應(yīng)充分；曝氣池在后，使反硝化殘留物得以進(jìn)一步去除，提高了處理水水質(zhì)；A段攪拌，只起使污泥懸浮，而避免DO的增加。O段的前段采用強(qiáng)曝氣，后段減少氣量，使內(nèi)循環(huán)液的DO含量

4、降低，以保證A段的缺氧狀態(tài)。該工藝是以廢水中的有機(jī)物作為反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其，在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后，碳氮比有所提高，在反硝化過(guò)程中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過(guò)程需要的堿耗。(3)缺氧反硝化過(guò)程對(duì)污染物具有較高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%，酚和有機(jī)物的去除率分別為62%和36%，故反硝化反應(yīng)是最為經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型降解過(guò)程。(4)容積負(fù)荷高。由于硝化階段采用了強(qiáng)化生化，反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術(shù)，有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度，與國(guó)外同類工藝相比，具有較高的容積負(fù)荷。(5)缺氧/好氧工藝的耐負(fù)荷沖

5、擊能力強(qiáng)。當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大或污染物濃度較高時(shí)，本工藝均能維持正常運(yùn)行，故操作管理也很簡(jiǎn)單。通過(guò)以上流程的比較，不難看出，生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時(shí)，也降解酚、氰、COD等有機(jī)物。結(jié)合水量、水質(zhì)特點(diǎn)，我們推薦采用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮(內(nèi)循環(huán)) 工藝流程，使污水處理裝置不但能達(dá)到脫氮的要求，而且其它指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn) 3.A/O法存在的問(wèn)題： （1）由于沒(méi)有獨(dú)立的污泥回流系統(tǒng)，從而不能培養(yǎng)出具有獨(dú)特功能的污泥，難降解物質(zhì)的降解率較低； （2）若要提高脫氮效率，必須加大內(nèi)循環(huán)比，因而加大運(yùn)行費(fèi)用。從外，內(nèi)循環(huán)液來(lái)自曝氣池，含有一定的DO，使A段難以保持理想的缺氧狀態(tài)，影響反硝化效果，

6、脫氮率很難達(dá)到90 。 （3）影響因素 水力停留時(shí)間 （硝化6h ，反硝化2h ）循環(huán)比MLSS（3000mg/L）污泥齡（ 30d ）N/MLSS負(fù)荷率（ 0.03 ）進(jìn)水總氮濃度（ 30mg/L）。4污水中除磷的影響因素 （1）溶解氧（DO）的影響 溶解氧的影響包括兩方面。首先必須在厭氧區(qū)中控制嚴(yán)格的厭氧條件，這直接關(guān)系到聚磷菌的生長(zhǎng)狀況、釋磷能力及利用有機(jī)基質(zhì)合成PHB的能力。由于DO的存在，一方面DO將作為最終電子受體而抑制厭氧菌的發(fā)酵產(chǎn)酸作用，妨礙磷的釋放；另一方面會(huì)耗盡能快速降解有機(jī)基質(zhì)，從而減少了聚磷菌所需的脂肪酸產(chǎn)生量，造成生物除磷效果差。其次是在好氧區(qū)中要供給足夠的溶解氧，以

7、滿足聚磷菌對(duì)其儲(chǔ)存的PHB進(jìn)行降解，釋放足夠的能量供其過(guò)量攝磷之需，有效地吸收廢水中的磷。一般厭氧段的DO應(yīng)嚴(yán)格控制在0.2mg/L以下，而好氧段的溶解氧控制在2.0mg/L左右。 （2）BOD的影響 廢水生物除磷工藝中，厭氧段有機(jī)基質(zhì)的種類、含量及其與微生物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的比值(BOD5/TP)是影響除磷效果的重要因素。不同的有機(jī)物為基質(zhì)時(shí)，磷的厭氧釋放和好氧攝取是不同的。根據(jù)生物除磷原理，分子量較小的易降解的有機(jī)物(如低級(jí)脂肪酸類物質(zhì))易于被聚磷菌利用，將其體內(nèi)儲(chǔ)存的多聚磷酸鹽分解釋放出磷，誘導(dǎo)磷釋放的能力較強(qiáng)，而高分子難降解的有機(jī)物誘導(dǎo)釋磷的能力較弱。厭氧階段磷的釋放越充分，好氧階段磷的攝取量

8、就越大。另一方面，聚磷菌在厭氧段釋放磷所產(chǎn)生的能量，主要用于其吸收進(jìn)水中低分子有機(jī)基質(zhì)合成PHB儲(chǔ)存在體內(nèi)，以作為其在厭氧條件壓抑環(huán)境下生存的基礎(chǔ)。因此，進(jìn)水中是否含有足夠的有機(jī)基質(zhì)提供給聚磷菌合成PHB，是關(guān)系到聚磷菌在厭氧條件下能否順利生存的重要因素。一般認(rèn)為，進(jìn)水中BOD5/TP要大于15，才能保證聚磷菌有著足夠的基質(zhì)需求而獲得良好的除磷效果。為此，有時(shí)可以采用部分進(jìn)水和省去初沉池的方法，來(lái)獲得除磷所需要的BOD負(fù)荷。 首先是BOD負(fù)荷（F/M），它是A/O法生物除磷工藝的一個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。A/O法除磷工藝中起主要作用的是聚磷菌，而聚磷菌大多為不動(dòng)菌屬，其生理活性較弱，只能攝取有機(jī)物中極易分

9、解的部分，通俗地講即只能吃“極其可口”的食物，例如乙酸等揮發(fā)性脂肪酸，對(duì)于BOD5中的大部分有機(jī)物，例如固態(tài)的BOD5部分、膠態(tài)的BOD5部分，聚磷菌是難以吸收的，甚至對(duì)已溶解的葡萄糖，聚磷菌也都“懶”得攝取。因此，有機(jī)物尤其是低分子有機(jī)物是激發(fā)聚磷菌同化作用的必備條件，A/O生物除磷工藝應(yīng)保持較高的BOD負(fù)荷。有文獻(xiàn)報(bào)道，通過(guò)試驗(yàn)確定：BOD負(fù)荷在0.210.50kgBOD5/kgMLSSd之間時(shí)，磷的去除和有機(jī)物的去除都達(dá)到了較好的效果；BOD負(fù)荷在0.20kgBOD5/kgMLSSd以下時(shí)，除磷效果有所下降；BOD負(fù)荷在0.10kgBOD5/kgMLSSd時(shí)，除磷效果極差。這一試驗(yàn)結(jié)果也

10、驗(yàn)證了上述理論。（3）氧化態(tài)氮（NO-n-N）的影響 硝態(tài)氮包括硝酸鹽氮和亞硝酸鹽氮，其存在同樣也會(huì)消耗有機(jī)基質(zhì)而抑制聚磷菌對(duì)磷的釋放，從而影響在好氧條件下聚磷菌對(duì)磷的吸收。另一方面硝態(tài)氮的存在會(huì)被部分生物聚磷菌(氣單胞菌)利用作為電子受體進(jìn)行反硝化，從而影響其以發(fā)酵中間產(chǎn)物作為電子受體進(jìn)行發(fā)酵產(chǎn)酸，從而抑制了聚磷菌的釋磷和攝磷能力及PHB的合成能力。 A/O法除磷的前提是聚磷菌在厭氧段內(nèi)大量地釋放磷，然后進(jìn)入好氧段才能超量攝取磷，但是厭氧段中氧化態(tài)氮的存在會(huì)抑制聚磷菌的同化作用，其原因是氧化態(tài)氮可以激發(fā)回流污泥中脫氮菌的活力，而脫氮菌具有較高的繁殖速度和同化多種基質(zhì)的能力，導(dǎo)致聚磷菌得不到足

11、夠的營(yíng)養(yǎng)物而不能充分釋放磷，也就無(wú)法在好氧段大量吸收磷。因此氧化態(tài)氮的存在將嚴(yán)重影響系統(tǒng)的除磷效果。但是在生產(chǎn)實(shí)際中不可避免地要有一些氧化態(tài)氮進(jìn)入?yún)捬醵?，只是要盡量控制其進(jìn)入量，有文獻(xiàn)報(bào)道厭氧區(qū)內(nèi)氧化態(tài)氮的濃度低于1.5mg/L時(shí)，對(duì)磷的釋放影響較小。 （4）污泥齡（SRT）的影響 由于生物脫磷系統(tǒng)主要是通過(guò)排除剩余污泥去除磷的，因此剩余污泥量的多少將決定系統(tǒng)的脫磷效果。而泥齡的長(zhǎng)短對(duì)污泥的攝磷作用及剩余污泥的排放量有著直接的影響。一般來(lái)說(shuō)，泥齡越短，污泥含磷量越高，排放的剩余污泥量也越多，越可以取得較好的脫磷效果。短的泥齡還有利于好氧段控制硝化作用的發(fā)生而利于厭氧段的充分釋磷，因此，僅以除磷

12、為目的的污水處理系統(tǒng)中，一般宜采用較短的泥齡。但過(guò)短的泥齡會(huì)影響出水的BOD5和COD，若泥齡過(guò)短可能會(huì)使出水的BOD5和COD達(dá)不到要求。資料表明，以除磷為目的的生物處理工藝污泥齡一般控制在3.57d。 另外，一般來(lái)說(shuō)厭氧區(qū)的停留時(shí)間越長(zhǎng)，除磷效果越好。但過(guò)長(zhǎng)的停留時(shí)間，并不會(huì)太多地提高除磷效果，且會(huì)有利于絲狀菌的生長(zhǎng)，使污泥的沉淀性能惡化，因此厭氧段的停留時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)。剩余污泥的處理方法也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的除磷效果產(chǎn)生影響，因?yàn)槲勰酀饪s池中呈厭氧狀態(tài)會(huì)造成聚磷菌的釋磷，使?jié)饪s池上清液和污泥脫水液中含有高濃度的磷，因此有必要采取合適的污泥處理方法，避免磷的重新釋放。 （5）回流比（R）的影響 前已述

13、及，A/O工藝保證除磷效果的極為重要的一點(diǎn)，就是使系統(tǒng)污泥在曝氣池中“攜帶”足夠的溶解氧進(jìn)入二沉池，其目的就是為了防止污泥在二沉池中因厭氧而釋放磷，但如果不能快速排泥，二沉池內(nèi)泥層太厚，再高的DO也無(wú)法保證污泥不厭氧釋磷，因此，A/O系統(tǒng)的回流比不宜太低，應(yīng)保持足夠的回流比，盡快將二沉池內(nèi)的污泥排出。但過(guò)高的回流比會(huì)增加回流系統(tǒng)和曝氣系統(tǒng)的能源消耗，且會(huì)縮短污泥在曝氣池內(nèi)的實(shí)際停留時(shí)間，影響B(tài)OD5和P的去除效果。如何在保證快速排泥的前提下，盡量降低回流比，需在實(shí)際運(yùn)行中反復(fù)摸索。一般認(rèn)為，R在5070%的范圍內(nèi)即可。 （6）水力停留時(shí)間（HRT）的影響 對(duì)于運(yùn)行良好的城市污水生物脫氮除磷系統(tǒng)

14、來(lái)說(shuō)，一般釋磷和吸磷分別需要1.52.5小時(shí)和2.03.0小時(shí)?？傮w來(lái)看，似乎釋磷過(guò)程更為重要一些，因此，我們對(duì)污水在厭氧段的停留時(shí)間更為關(guān)注，厭氧段的HRT太短，將不能保證磷的有效釋放，而且污泥中的兼性酸化菌不能充分地將污水中的大分子有機(jī)物分解為可供聚磷菌攝取的低級(jí)脂肪酸，也會(huì)影響磷的釋放；HRT太長(zhǎng)，也沒(méi)有必要，既增加基建投資和運(yùn)行費(fèi)用，還可能產(chǎn)生一些副作用。總之，釋磷和吸磷是相互關(guān)聯(lián)的兩個(gè)過(guò)程，聚磷菌只有經(jīng)過(guò)充分的厭氧釋磷才能在好氧段更好地吸磷，也只有吸磷良好的聚磷菌才會(huì)在厭氧段超量地釋磷，調(diào)控得當(dāng)會(huì)形成一個(gè)良性循環(huán)。金霞污水廠在實(shí)際運(yùn)行中摸索得到的數(shù)據(jù)是：厭氧段HRT為1小時(shí)15分1小時(shí)45分，好氧段HRT為2小時(shí)3小時(shí)10分較為合適。 （7）pH的影響 pH對(duì)磷的釋放和吸收具有不同的影響。pH值偏低時(shí)，有利于聚磷菌對(duì)聚磷酸的水解，磷的釋放速率和釋放量較大；試驗(yàn)證明pH值在68的范圍內(nèi)時(shí)，磷的厭氧釋放比較穩(wěn)定。pH值偏高時(shí)，有利于磷的吸收，其吸