36厭氧缺氧好氧活性污泥法污水處理

1、厭氧 缺氧 好氧活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范1 目次1 標(biāo)準(zhǔn)制定工作概述 11.1 任務(wù)來(lái)源和工作過(guò)程 11.2 法律和技術(shù)依據(jù) 11.3 編制原則 22 A/A/O 活性污泥法工藝的特點(diǎn)及現(xiàn)狀32.1 A/A/O 工藝的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外使用現(xiàn)狀 32.2 A/A/O 工藝的主要特點(diǎn) 82.3 A/A/O 的主要工藝形式 93 規(guī)范的主要內(nèi)容說(shuō)明 143.1 A/A/O 工藝的適用性 153.2 A/A/O 的適用處理規(guī)模 153.3 設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)水質(zhì) 153.4 預(yù)處理的選擇 163.5 普通 A/A/O 工藝設(shè)計(jì)參數(shù) 163.6 A/A/O 工藝的曝氣設(shè)備 173.7 攪拌裝置 173.8

2、 監(jiān)測(cè)和運(yùn)行管理 174 實(shí)施本規(guī)范的管理措施建議 191 1 標(biāo)準(zhǔn)制定工作概述1.1 任務(wù)來(lái)源和工作過(guò)程國(guó)家環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn) “十一五 ”規(guī)劃指出，用 5 年的時(shí)間，基本建立起我國(guó)環(huán)境工程 技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)體系，提升我國(guó)環(huán)境工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化及管理水平。到 2008 年，基本完成 基礎(chǔ)規(guī)范、通用技術(shù)規(guī)范、工藝方法類規(guī)范的編制工作，到 2015 年基本完成重點(diǎn)行業(yè)污染 治理工程技術(shù)規(guī)范，逐步建立中國(guó)最佳可行技術(shù)體系。2005 年國(guó)家環(huán)境總局下達(dá)了環(huán)境工程技術(shù)規(guī)范的編制任務(wù)，由機(jī)科發(fā)展科技股 份有限公司作為第一編制單位承擔(dān) A/A/O 活性污泥法污水處理工程技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的 研究、編制 任務(wù)，參編單位還有中國(guó)

3、環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)（水污染治理委員會(huì)）、北京城市排水集 團(tuán)有限責(zé)任公司、北京市市政工程設(shè)計(jì)研究總院。 編制工作從國(guó)內(nèi)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和文獻(xiàn)的資料調(diào)研開始，對(duì)國(guó)內(nèi)外氧化溝相關(guān)的規(guī)范、 技術(shù) 資料和工程實(shí)例進(jìn)行了廣泛的調(diào)研，編制了開題報(bào)告和編制大綱。 2006 年9 月， 國(guó)家環(huán)保 總局科技司在京組織召開開題論證會(huì)，和會(huì)專家認(rèn)為工作基礎(chǔ)扎實(shí)、技術(shù)路線合 理、編制方案可行，同意開題。 2007 年10 月，形成了規(guī)范初稿，經(jīng)專家討論、修改后，于 2008 年2月報(bào)中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)。 2008 年3 月，中國(guó)環(huán)保產(chǎn)業(yè)協(xié)會(huì)組織召開初審會(huì)，會(huì)議 認(rèn)為考慮 到我國(guó)幅員遼闊，各地水質(zhì)、氣候差距較大，主要設(shè)計(jì)參數(shù)還應(yīng)征求更

4、多設(shè)計(jì)單 位的意見。為此，國(guó)家環(huán)?？偩挚萍妓居?2008 年4 月在京組織召開了活性污泥法設(shè)計(jì)參數(shù)研 討會(huì)，到 會(huì)的有全國(guó)各大市政設(shè)計(jì)院、水務(wù)公司和污水廠運(yùn)行企業(yè)的代表。會(huì)后，按照專 家意見，反復(fù)修改，于 2008 年 6 月形成征求意見稿和編制說(shuō)明。1.2 法律和技術(shù)依據(jù) 在國(guó)家現(xiàn)行建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境保護(hù)條例和相關(guān)環(huán)境監(jiān)督管理法律法規(guī)中，對(duì)環(huán)境保護(hù) 設(shè)施的 建設(shè)和正確使用均提出了要求。本規(guī)范屬于環(huán)境污染治理工藝方法規(guī)范，是國(guó)家 環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)體 系之環(huán)境工程技術(shù)規(guī)范的一個(gè)組成部分，和環(huán)境污染治理工程技術(shù)規(guī)范并用，將 為環(huán)境保護(hù) 設(shè)施的建設(shè)、運(yùn)行以及環(huán)境監(jiān)督管理的標(biāo)準(zhǔn)化提供技術(shù)支撐。 本規(guī)范的編制以國(guó)家環(huán)

5、境保護(hù)現(xiàn)有法律、法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)為主要依據(jù)，同時(shí)參考水處 理行業(yè) 其他相關(guān)的技術(shù)規(guī)范和設(shè)計(jì)手冊(cè)，結(jié)合國(guó)內(nèi)外有關(guān) A/A/O 建設(shè)運(yùn)行的文獻(xiàn)以及調(diào) 研取得的 國(guó)內(nèi) A/A/O 運(yùn)行情況數(shù)據(jù)資料，總結(jié)編制了本規(guī)范。其中涉及的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)主要 有：GB 3096 城市區(qū)域環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)GB 12348 工業(yè)企業(yè)廠界噪聲標(biāo)準(zhǔn)GB 12523 建筑施工場(chǎng)界噪聲限值 GB 12801 生產(chǎn)過(guò)程安全衛(wèi)生要求總則GB 18599 一般工業(yè)固體廢物貯存、處置場(chǎng)污染控制標(biāo)準(zhǔn)GB 18918 城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)2GB 50014 室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50015 建筑給排水設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50040 動(dòng)力機(jī)器基礎(chǔ)設(shè)計(jì)

6、規(guī)范GB 50053 10kV 及以下變電所設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50187 工業(yè)企業(yè)總平面設(shè)計(jì)規(guī)范GB 50204 混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB 50222 建筑內(nèi)部裝修設(shè)計(jì)防火規(guī)范GB 50231 機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范GB 50268 給水排水管道工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GBJ 16 建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GBJ 87 工業(yè)企業(yè)躁聲控制設(shè)計(jì)規(guī)范GBJ 141 給水排水構(gòu)筑物施工及驗(yàn)收規(guī)范GBZ 1 工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)GBZ 2 工業(yè)場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值CJ 3025 城市污水處理廠污水污泥排放標(biāo)準(zhǔn)CJJ 60 城市污水處理廠運(yùn)行、維護(hù)及其安全技術(shù)規(guī)程 CJ/T 51 城市污水水質(zhì)檢驗(yàn)

7、方法標(biāo)準(zhǔn)污泥脫水用帶式壓榨過(guò)濾機(jī) 羅茨鼓風(fēng)機(jī) 中、微孔曝氣器 單級(jí)高速曝氣離心鼓風(fēng)機(jī) 推流式潛水?dāng)嚢铏C(jī) 廂式壓濾機(jī)和板框壓濾機(jī) 污泥濃縮帶式脫水一體機(jī)HJ/T 242 環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求HJ/T 251 環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求HJ/T 252 環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求HJ/T 278 環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求HJ/T 279 環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求HJ/T 283 環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求HJ/T 335 環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求HJ/T 353 水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范（試行）HJ/T 354 水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范（試行）HJ/T 355 水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行和考核技術(shù)規(guī)范（試行）JG

8、J 37 民用建筑設(shè)計(jì)通則建設(shè)項(xiàng)目竣工環(huán)境保護(hù)驗(yàn)收管理辦法（國(guó)家環(huán)保局， 2001 年）1.3 編制原則 本規(guī)范編制遵循以下主要原則：（1）實(shí)踐性原則。分析總結(jié)城鎮(zhèn)污水和工業(yè)廢水 A/A/O 處理工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和存 在問(wèn)題， 按照工程技術(shù)規(guī)范編制總原則的要求，確定規(guī)范的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容。（2）完整性原則。根據(jù)環(huán)境工程技術(shù)規(guī)范應(yīng)服務(wù)于環(huán)境管理、運(yùn)行管理以及工 程設(shè)計(jì)3 和驗(yàn)收的要求，規(guī)范的內(nèi)容應(yīng)包括工藝方法、運(yùn)行管理等主要技術(shù)要求的內(nèi)容， 基本覆蓋普通A/A/O工藝及主要的變形工藝方法。（3）科學(xué)性原則。規(guī)范的工藝方法分類科學(xué)、層次清晰、結(jié)構(gòu)合理，并具有一 定的可分解性和可擴(kuò)展空間。（4）先進(jìn)實(shí)用和可操

9、作性原則。規(guī)范的主要內(nèi)容應(yīng)既代表了當(dāng)前的先進(jìn)水平， 又應(yīng)以大量的工程實(shí)踐為基礎(chǔ)，突出技術(shù)要求的針對(duì)性和科學(xué)合理性，以便于使用。2 A/A/O 活性污泥法工藝的特點(diǎn)及現(xiàn)狀2.1 A/A/O 工藝的發(fā)展及國(guó)內(nèi)外使用現(xiàn)狀厭氧/缺氧/好氧活性污泥法（ A/A/O- Anaerobic/Anoxic/Oxic ）是活性污泥法的一 種?；钚晕勰喾ㄊ鞘褂米顝V泛的污水處理技術(shù)之一?；钚晕勰喾ㄓ?1914 年開創(chuàng)于英國(guó)的曼徹斯特，至今已有 90 多年的歷史。 A/A/O 工藝是在 70 年代，由美國(guó)的一些專家在厭氧 -好 氧（An-O）法脫氮工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的，其宗旨是開發(fā)一項(xiàng)能夠同步脫氮除磷的污水處理工 藝。

10、1980年，Rabinowitz和Marais在對(duì)Phoredox工藝的研究中，提出3階段的 Phoredox工藝，即為傳統(tǒng)的 A/A/O 工藝。同年，美國(guó) AirProducts 公司申請(qǐng)了 A/A/O 工藝 的專利權(quán)。由于該工藝兼有脫氮除磷的功能，加上其工藝流程的簡(jiǎn)單性，一直備受污水處理 行業(yè)研究者和設(shè)計(jì)者的青睞。近年來(lái)，隨著對(duì)污水除磷脫氮機(jī)理研究的不斷深入，以及對(duì)當(dāng) 前污水處理工程設(shè)計(jì)、建設(shè)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的不斷總結(jié)， A/A/O 工藝得以不斷地發(fā)展和完善，涌 現(xiàn)出一大批改良型的 A/A/O 工藝，如倒置 A/A/O 、UCT、MUCT 、VIP 、OWASA 、JHB 等等， 這些工藝在世界

11、范圍內(nèi)的污水處理工程中相繼得到了使用。 我國(guó)污水處理事業(yè)起步較晚，開始于二十世紀(jì)七八十年代。在 1995 年以前，我 國(guó)建設(shè)的污水處理廠所選工藝中多以普通曝氣法為主， 1995 年后，隨著對(duì)水環(huán)境要求 的提高，尤其是近年來(lái)對(duì)污水處理廠出水氮、磷限制力度的加強(qiáng)，我國(guó)先后引進(jìn)了國(guó)外的許 多新技術(shù)、新工藝和新設(shè)備，如 AB 法、氧化溝法、 A/O 工藝、 A/A/O 工藝和 SBR 法等，并 在全國(guó)范圍內(nèi)推廣使用。目前，我國(guó)現(xiàn)有城市污水處理廠中80以上采用的是活性污泥法，其中，A/A/O 及其變形工藝以其流程簡(jiǎn)單、運(yùn)行管理方便、且能同時(shí)兼顧除磷脫氮要求 等優(yōu)點(diǎn)成為當(dāng)前城市污水處理的主流工藝之一。下面

12、重點(diǎn)介紹國(guó)內(nèi)外幾個(gè)選用 A/A/O 或其變形工藝的典型污水處理廠的運(yùn)行實(shí)例。 2.1.1 國(guó)內(nèi)使用國(guó)內(nèi)選用 A/A/O 及其變形工藝的污水處理廠較多，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中發(fā)現(xiàn)氮、 磷去除矛盾突出，出水水質(zhì)中氮、磷兩項(xiàng)指標(biāo)難以同時(shí)達(dá)標(biāo)。下面介紹國(guó)內(nèi)幾個(gè)不同地 區(qū)采用 A/A/O及其變形工藝且運(yùn)行狀況較好的污水處理廠實(shí)例。a. 清河污水處理廠 清河污水處理廠是北京市排水集團(tuán)京北分公司下轄的幾個(gè)主要污水處理廠之一， 位于清4河北岸，清河鎮(zhèn)以東馬坊村。該廠一期工程設(shè)計(jì)日處理能力20萬(wàn)m3采用活性污泥法延時(shí)曝氣工藝，于 2000 年12 月開工， 2002 年9 月正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)；二期工程設(shè)計(jì)日 處理能力仍為

13、20萬(wàn)m3采用倒置A/A/O工藝，于2003年9月開工建設(shè)，目前已建成通水。 清河污水處理廠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的進(jìn)出水水質(zhì)如表 1 所示(文中引用的實(shí)際運(yùn)行 中的進(jìn)出水水質(zhì)資料實(shí)際上指的是該廠在某一段時(shí)期內(nèi)的平均進(jìn)出水水質(zhì)，下同)。從 表中數(shù)據(jù)來(lái)看，清河污水處理廠的出水水質(zhì)基本滿足設(shè)計(jì)出水指標(biāo)要求，同時(shí)達(dá)到城鎮(zhèn)污 水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)(見表2)，總體運(yùn)行效果良好。 其中，氮的去除率高，而出水磷濃度未能達(dá)到設(shè)計(jì)出水要求。表1 清河污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中的進(jìn)出水水質(zhì)項(xiàng)目進(jìn)水(mg/L)出水(mg/L) 去除率() 設(shè)計(jì)出水指標(biāo)(mg/L)BOD5 230.6 1

14、2.1 94.8 20COD 467.2 44.3 90.5 60SS 304.0 10.9 96.4 20氨氮 36.8 4.16 88.9 15磷 6.4 1.26 80.3 1.0表2 城鎮(zhèn)污水處理廠污水主要污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)一級(jí)標(biāo)準(zhǔn) (mg/L)項(xiàng)目A 標(biāo)準(zhǔn) B 標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(mg/L)三級(jí)標(biāo)準(zhǔn)(mg/L)化學(xué)需氧量 (COD) 50 60 100 120生化需氧量 (BOD5) 10 20 30 60懸浮物 (SS) 10 20 30 50總氮(以N計(jì))15 20氨氮(以 N 計(jì))5(8) 8(15) 25(30)2005.12.31 前建 1 1.5 3 5

15、磷2006.01.01 后建 0.5 1 3 5注：表中括號(hào)內(nèi)數(shù)值為水溫12C時(shí)的控制指標(biāo)。b. 莆田市污水處理廠福建省莆田市建設(shè)局主管的莆田市污水處理廠，位于莆田市涵江區(qū)白塘鎮(zhèn)顯應(yīng)村。 該廠采用A/A/O工藝，設(shè)計(jì)的日處理能力近期為8萬(wàn)m3遠(yuǎn)期為16萬(wàn)m3工程于 1999 年 11月開工， 2002 年9 月通水運(yùn)行。 莆田市污水處理廠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的進(jìn)出水水質(zhì)如表 3 所示。從表中數(shù)據(jù)可以看 出，莆田市污水處理廠的出水水質(zhì)滿足設(shè)計(jì)出水指標(biāo)要求，達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染 物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，由于進(jìn)水氮、磷濃度低，出水中氨氮和磷的濃 度甚至達(dá)5到了一級(jí) A 標(biāo)準(zhǔn)，運(yùn)

16、行效果十分理想。表3 莆田市污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中的進(jìn)出水水質(zhì)項(xiàng)目進(jìn)水(mg/L)出水(mg/L)去除率(%) 設(shè)計(jì)出水指標(biāo)(mg/L)BOD5 66.1 5.2 92.13 20COD 195.37 35.1 82.03 60SS 190.8 11.4 94.03 20氨氮 13.0 1.58 87.85 8磷 3.6 0.44 87.78 1.5c. 昆明市第二污水處理廠 昆明市城市排水公司下屬的昆明市第二污水處理廠位于昆明官渡區(qū)六甲鄉(xiāng)。該廠 設(shè)計(jì)的日處理能力為10萬(wàn)m3采用A/A/O工藝，主要設(shè)計(jì)參數(shù)有：混合液內(nèi)回流比最 高達(dá) 400%;污泥外回流由兩部分構(gòu)成，一部分由二沉池回流至厭氧池，

17、回流比為5%10，另一部分是由二沉池回流至缺氧池，回流比為 80% 90%;厭氧池停留時(shí)間為 2.12h 工程于 1994年3 開工， 1996 年1 月正式投產(chǎn)。 昆明市第二污水處理廠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的進(jìn)出水水質(zhì)如表 4 所示。從表中數(shù)據(jù)可 以看 出，該廠的出水水質(zhì)完全滿足設(shè)計(jì)出水指標(biāo)要求，同時(shí)也達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠 污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002的一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，氮、磷的去除效果非常顯著，總體運(yùn)行 效果十分理想。表4 昆明市第二污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中的進(jìn)出水水質(zhì) 項(xiàng)目進(jìn)水(mg/L)出水(mg/L)去除率(%)設(shè)計(jì)出水指標(biāo)(mg/L)BOD5 90.9 9.3 89.8 15 COD 15

18、3.8 30 80.5 50SS 38.0 10 73.5 15氨氮 24.6 2.0 91.8 15磷 3.1 0.4 87.1 1.0d. 涪陵污水處理廠 重慶市三峽水務(wù)有限責(zé)任公司下屬的涪陵污水處理廠位于重慶市涪陵區(qū)江東辦事 處插旗居委七組。該廠采用A/A/O工藝，設(shè)計(jì)日處理能力8萬(wàn)m3工程于2001年12 月開工，2003 年5 月投產(chǎn)。 涪陵污水處理廠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的進(jìn)出水水質(zhì)見表 5。由表中數(shù)據(jù)可以看出，涪 陵污水處理廠的出水水質(zhì)滿足設(shè)計(jì)出水指標(biāo)要求，同時(shí)也達(dá)到了城鎮(zhèn)污水處理廠污染 物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002的一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)，氮、磷的去除率咼，運(yùn)行效果良好。6表5 涪陵污水處

19、理廠實(shí)際運(yùn)行中的進(jìn)出水水質(zhì)e. 團(tuán)島污水處理廠團(tuán)島污水處理廠位于青島市市南區(qū)團(tuán)島四路北側(cè)，設(shè)計(jì)規(guī)模為10萬(wàn)m3/d。該廠生物池采用改進(jìn) A/A/O 工藝，平行設(shè)四格，每格設(shè)回流污泥反硝化、生物除磷、反硝化、 硝化/反硝化、硝化及除氣區(qū)等六個(gè)區(qū)。泥齡為15天，MLVSS為3.3 g/L，污泥回流比為 100% 150，混合液回流比為 400，反硝化和硝化區(qū)的體積比為 1:1.95 。該廠于 1998 年 建成調(diào)試并運(yùn)行。 團(tuán)島污水處理廠實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的進(jìn)出水水質(zhì)見表 6。該廠地處缺水嚴(yán)重的青島 市，水資源的利用率咼，因此進(jìn)水水質(zhì)的各項(xiàng)指標(biāo)濃度都非常咼。出水水質(zhì)中除磷外， 其他指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求

20、，同時(shí)也能達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)( GB18918- 2002)的一級(jí) B 標(biāo)準(zhǔn)。磷的去除率雖然達(dá)到 80%，但由于進(jìn)水中磷濃度咼達(dá) 29.3 mg/L ，出水中磷濃度仍有 5.8 mg/L 。表6 團(tuán)島污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中的進(jìn)出水水質(zhì)項(xiàng)目 進(jìn)水(mg/L)出水(mg/L)去除率(%)設(shè)計(jì)出水指標(biāo)(mg/L)BOD5 701.7 22.9 96.7 30COD 1362 63.6 95.3 100SS 1103.2 18.2 98.4 30 氨氮 92.9 8.6 91 25 磷 29.3 5.8 80 32.1.2 國(guó)外使用國(guó)外污水處理技術(shù)發(fā)展較快，傳統(tǒng)的 A/A/O 工藝得以不斷

21、的改進(jìn)和發(fā)展，因此， A/A/O變形工藝及其他相關(guān)工藝也得以廣泛使用，如 Phostrip 、VIP、 Phoredox、UCT 等工藝，在美國(guó)、加拿大以及非洲的幾個(gè)國(guó)家使用較多。由表 7 中污水處理廠出水氮、磷數(shù) 據(jù)可以看出，根據(jù)各廠進(jìn)水特點(diǎn)和處理目標(biāo)選用不同的 A/A/O 變形工藝或其他工藝，污水處理 效果良好。對(duì)照中國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002以及國(guó)外相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，項(xiàng)目進(jìn)水(mg/L)出水(mg/L)去除率 (% )設(shè)計(jì)出水指標(biāo)(mg/L)BOD5 180 8.5 95 20COD 300 38 87 60SS 200 18 91 20氨氮 25 2.0 92

22、 15磷 4 0.3 93 0.57 大部分污水處理廠的氮去除率高，均能達(dá)標(biāo)排放，而磷去除效果不穩(wěn)定，如美國(guó) 的 Largo、York River 以及南非的 Goudkoppies 等污水處理廠出水磷濃度仍然很高。 表7 國(guó)外除磷脫氮工藝的部分工程實(shí)例污水處理廠名處理規(guī)模(m3/d)處理工藝出水 TN(mg/L)出水TP(mg/L)美國(guó) Uookers Point 36300 Bardenpho工藝 <3.0美國(guó) Reno-Sparks 100300 Phostrip 工藝 <4.6 美國(guó) Largo 37100 A/A/O 工藝 <8.0 <2.4(PO4 3-P)

23、美國(guó) Lamberts Point 151400 VIP 工藝 <0.0 <0.79(PO43-P) 美國(guó) Pallmetto 5300 phoredox 工藝 <3.0 加拿大 Kelowna 22500 3-Bardenpho 工藝<0.14 <0.3 加拿大 Penticton 15000 UCT 工藝 <1.0 <0.3 美國(guó) Tahoe-Truckee 36300 Phostrip 工藝 <0.58 美國(guó) York River 57000 VIP 工藝 <3.0 南非 Goudkoppies phoredox 工藝 <5.9

24、 津巴布韋 Bulawayo 11350 phoredox 工藝 <1.0 哥倫比亞 Kolowna 23000 phoredox 工藝 <1.0 南非 Terobisa 36000 A/A/O 工藝 <0.8 加拿大 Calgary 5000 3-Bardenpho 工藝 <0.7 英國(guó)泰晤士水處理公司在 Beckton 建成30000 m3/d 處理規(guī)模的 JHB 生物除磷脫 氮工藝示范工程，并于 1993 年4 月投入運(yùn)行。該廠設(shè)計(jì)的主要參數(shù)有：混合液回流比為200%400%，厭氧區(qū)的回流比為10%20%,厭氧、缺氧和好氧三段的停留時(shí)間分別 為0.7、1.0和5.

25、1h。Beckton 污水處理廠 12 周的運(yùn)行結(jié)果見表 8,分析表明： JHB 工藝示范工程有機(jī) 物去除 和硝化效果良好；具有較好的生物除磷脫氮效果,但不能滿足歐共體都市污水處 理指令(European Community Urban Waste Water Directive: ECUWWD , 1991)的要求, 尤其磷的 去除效果很不理想,甚至無(wú)法滿足我國(guó)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn) (GB18918-2002) 二級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求；在厭氧區(qū)硝酸鹽濃度低和初沉污水短鏈脂肪酸濃度高時(shí),生物 除磷效果較好。如果要達(dá)到出水磷 1 mg/L 的標(biāo)準(zhǔn),就必須提高進(jìn)水短鏈脂肪酸的濃度。 表8 Beck

26、ton 污水處理廠實(shí)際運(yùn)行中的進(jìn)出水水質(zhì)項(xiàng)目 初沉出水(mg/L)最終出水(mg/L) ECUWWD(mg/L) BOD5 129983 1094COD 3609396 38917 SS 108988 11978總凱氏氮 28.099.1 2.491.2 氨氮 硝態(tài)氮 總氮 28.0109.1 10.6107.9 10 （服務(wù)人口 >10 萬(wàn)）總磷 7.3102.3 3.4101.3 1.0 （服務(wù)人口 >10 萬(wàn)）2.2 A/A/O 工藝的主要特點(diǎn) 綜合分析當(dāng)前國(guó)內(nèi)外采用 A/A/O 及其變形工藝的城市污水處理廠的工程建設(shè)和 運(yùn)行資料，可以看出， A/A/O 及其變形工藝在實(shí)際的

27、工程使用中，和污水處理的其他生 物技術(shù)相比較，主要具有以下特點(diǎn)：a. 使用普及率高 除磷脫氮，是當(dāng)前全世界范圍內(nèi)污水處理行業(yè)共同提出的新要求。 A/A/O 及其變 形工藝 由于能同時(shí)滿足該項(xiàng)要求，且處理構(gòu)筑物少，處理工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，運(yùn)行管理相對(duì) 方便，從而 在大多數(shù)國(guó)家和地區(qū)得到了廣泛地使用。以我國(guó)為例，在北京、上海、山東、江 蘇、云南、河北、福建、四川、重慶、陜西等省市均建有不同處理規(guī)模的 A/A/O 及其變形工 藝的污水處理廠。b. 設(shè)計(jì)處理規(guī)模多樣 為適應(yīng)不同地區(qū)不同污水量的處理要求，當(dāng)前設(shè)計(jì)建設(shè)的 A/A/O 及其變形工藝污 水處理廠中，設(shè)計(jì)處理規(guī)模的范圍分布較廣，小到幾萬(wàn) m3/d,大

28、到幾十萬(wàn)m3/d甚至 上百萬(wàn) m3/d。可見， A/A/O 及其變形工藝的適應(yīng)性強(qiáng)，能滿足不同污水處理規(guī)模的工藝要求。c. 泥齡長(zhǎng)短矛盾突出一般在活性污泥處理系統(tǒng)泥齡的設(shè)計(jì)時(shí)，考慮的是高負(fù)荷時(shí)為0.22.5d，中負(fù)荷時(shí)為515d，低負(fù)荷時(shí)為2030d。而在A/A/O及其變形工藝中，泥齡越長(zhǎng)，越有利 于脫氮，但 系統(tǒng)排泥量小，不利于除磷；相反的，短泥齡雖有利于除磷，但又不利于氮的去 除。因此，泥齡長(zhǎng)短成為污水除磷脫氮處理的主要矛盾。在 A/A/O 及其變形工藝的實(shí)際運(yùn)行 中，根據(jù)不同進(jìn)水的氮磷濃度及處理要求，設(shè)計(jì)不同的泥齡。綜合除磷脫氮兩個(gè)過(guò)程對(duì)泥 齡的要求，一般設(shè)計(jì)泥齡的變化范圍較廣，大多在

29、825d 范圍內(nèi)。d. 內(nèi)外回流比變化范圍大在A/A/O及其變形工藝系統(tǒng)中一般有兩條回流線路設(shè)計(jì)，一條是從好氧池到缺氧 池的 混合液回流，稱為內(nèi)回流；另一條是從二沉池至厭氧池的污泥回流，稱為外回流。 內(nèi)回流為 缺氧池的反硝化過(guò)程提供電子受體，而外回流則是為整個(gè)處理系統(tǒng)提供微生物。 確定內(nèi)外回流比例的因素有很多，主要依據(jù)是氮磷的去除效果，一般該系統(tǒng)中設(shè)計(jì)內(nèi)回流比為200%400%，外回流比為60%150%。e. 厭氧、缺氧、好氧三段體積比不一A/A/O 及其變形工藝的厭氧、缺氧、好氧三段體積比直接決定著各段的水力停留 時(shí)間，9 而三段的水力停留時(shí)間之間又相互制約、相互影響。不同的污水處理廠，根據(jù)

30、不 同的處理要 求，設(shè)計(jì)不同體積的厭氧池、缺氧池和好氧池。目前建設(shè)的污水處理廠中，厭氧、 缺氧、好氧三段體積比一般為 1:1:（3 4），但不同的污水處理廠采用三段體積比例的差異 較大。f. 出水水質(zhì)基本達(dá)標(biāo)國(guó)內(nèi)外大多數(shù)采用 A/A/O 及其變形工藝的污水處理廠出水水質(zhì)能達(dá)到設(shè)計(jì)要求， 在運(yùn) 行正常的情況下，運(yùn)行效果良好。當(dāng)進(jìn)水氮、磷濃度較高時(shí)，除磷脫氮的矛盾突 出，兩者難以同時(shí)達(dá)標(biāo)排放。2.3 A/A/O 的主要工藝形式2.3.1 Wuhrmann 工藝1932年開發(fā)的Wuhrmann工藝是最早的脫氮工藝（見圖1）,流程遵循硝化、反 硝化的 順序而設(shè)置。由于反硝化過(guò)程需要碳源，而這種后置反硝

31、化工藝是以微生物的內(nèi) 源代謝物質(zhì) 作為碳源，能量釋放速率很低，因而脫氮速率也很低。此外污水進(jìn)入系統(tǒng)的第一 級(jí)就進(jìn)行好 氧反應(yīng)，能耗太高；如原污水的含氮量較高，會(huì)導(dǎo)致好氧池容積太大，致使實(shí)際 上不能滿足硝化作用的條件，尤其是溫度在15C以下時(shí)更是如此；在缺氧段，由于微生物死 亡釋放出 有機(jī)氮和氨，其中一些隨水流出，從而減少了系統(tǒng)中總氮的去除。因此該工藝在 工程上不實(shí)用，但它為以后除磷脫氮工藝的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。 進(jìn)水好氧池缺氧池沉淀池出水回流污泥剩余污泥圖1 Wuhrmann 脫氮工藝流程2.3.2 A/O 工藝1962年，Ludzack和Ettinger首次提出利用進(jìn)水中可生物降解的物質(zhì)作為脫氮

32、碳 源的前置反硝化工藝，解決碳源不足的問(wèn)題。1973年，南非的 Barnard 提出改良型 Ludzack-Ettinger 脫氮工藝，即廣泛使用的 A/O工藝（見圖2）。這種工藝是在曝氣池前設(shè)缺氧池，原污水或經(jīng)過(guò)預(yù)處理的污水在這個(gè)池 內(nèi)和回流污泥充分混合。A/0工藝中，回流液中的大量硝酸鹽到缺氧池后，可以從原污水得 到充足的有機(jī)物，使反硝化脫氮得以充分進(jìn)行。但是 A/0工藝不能達(dá)到完全脫氮的效果，因 為好氧池總 流量的一部分沒有回流到缺氧池而是直接隨出水排放了。同時(shí)，在缺氧池中發(fā)生 的反硝化反應(yīng)對(duì)碳源的爭(zhēng)奪，也阻礙了回流污泥中磷的釋放。因此A/0工藝的脫氮除磷效果有待改進(jìn)。根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì)特點(diǎn)，

33、我國(guó)有部分污水處理廠采用了A/0工藝，部分指標(biāo)的去除率基本令人滿10J八 意。進(jìn)水缺氧池好氧池沉淀池出水 回流污泥剩余污泥混合液回流 圖2 A/O 工藝2.3.3 Bardenpho/Phoredox 工藝為了克服A/O工藝的不足，1973年Barnard把A/O工藝和Wuhrman工藝結(jié)合起來(lái)， 提出了 Bardenpho工藝。圖3所示的Bardenpho工藝屬于早期生物脫氮除磷工藝，混合 液回流中的硝酸鹽和亞硝酸鹽對(duì)生物除磷有非常不利的影響。 進(jìn)水缺氧池好氧池沉淀池出水回流污泥剩余污泥混合液回流缺氧池好氧池圖3 Bardenpho 工藝1976年, Barnard通過(guò)對(duì)Bardenpho工

34、藝進(jìn)行中試研究后提出：在 Bardenpho工藝 的初級(jí)缺氧反應(yīng)器前加一厭氧反應(yīng)器就能有效除磷（見圖 4）。該工藝在南非被稱為Phoredox 工藝，在美國(guó)稱之為改良型Bardenpho工藝。圖4所示Phoredox工藝和A/0工藝一樣，將 回流污泥和 原污水或經(jīng)預(yù)處理的污水在厭氧池內(nèi)完全混合。接下來(lái)是兩組硝化和反硝化池， 在這兩組池 內(nèi)將完成徹底的反硝化作用，這樣回流污泥中就不會(huì)含有硝酸鹽和亞硝酸鹽。這 種工藝特別 適合于低負(fù)荷污水廠的生物除磷脫氮。如果第二級(jí)反硝化對(duì)脫氮效果的意義不大 時(shí)，可以將一級(jí)曝氣池后的反硝化及曝氣池省略。 進(jìn)水缺氧池好氧池沉淀池出水 回流污泥剩余污泥混合液回流 厭氧

35、池缺氧池好氧池 圖4 Phoredox 工藝或改良型 Bardenpho 工藝 112.3.4 A/A/O 工藝1980年，Rabi no witz和Marais在對(duì)Phoredox工藝的研究中，提出3階段的 Phoredox 工藝，即傳統(tǒng)的A/A/O工藝（見圖5）。傳統(tǒng)的A/A/O工藝中，污水首先進(jìn)入?yún)捬醭睾突?流污泥混合， 在兼性厭氧發(fā)酵菌的作用下部分易生物降解大分子有機(jī)物被轉(zhuǎn)化為小分子的揮發(fā) 性脂肪酸（VFA，聚磷菌吸收這些小分子有機(jī)物合成聚-憐羥基丁酸（PHB并儲(chǔ)存在細(xì) 胞內(nèi)，同 時(shí)將細(xì)胞內(nèi)的聚磷水解成正磷酸鹽，釋放到水中，釋放的能量可供專性好氧的聚 磷菌在厭氧 的壓抑環(huán)境下維持生存；

36、隨后污水進(jìn)入缺氧池，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物和 回流混合液 中的硝酸鹽進(jìn)行反硝化，可同時(shí)去碳脫氮；當(dāng)污水進(jìn)入好氧池時(shí)，有機(jī)物濃度已 很低，聚磷菌主要是靠分解體內(nèi)儲(chǔ)存的PH來(lái)獲得能量供自身生長(zhǎng)繁殖，同時(shí)超量吸收水中 的溶解性磷 以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存在體內(nèi)，經(jīng)過(guò)沉淀，將含磷高的污泥從水中分離出來(lái)，達(dá) 到除磷的效 果。由于在好氧池中有機(jī)物濃度很低，十分有利于自養(yǎng)型硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)繁殖。 好氧池混合 液在二次沉淀池中進(jìn)行泥水分離，上清液排放，沉淀污泥一部分回流至厭氧池， 一部分作為 剩余污泥經(jīng)后續(xù)處理后進(jìn)行處置。此工藝具有較好的除磷效果，但它的脫氮能力 是依靠回流 比來(lái)保證的，為了達(dá)到較高的總氮去除率

37、，就必須要有較高的污泥及混合液回流 比。進(jìn)水缺氧池好氧池沉淀池出水回流污泥剩余污泥混合液回流厭氧池圖5傳統(tǒng)A/A/O工藝2.3.5 倒置 A/A/O 工藝和常規(guī)A/A/O工藝相比，倒置A/A/O工藝省去了混合液內(nèi)回流，適當(dāng)加大了污泥回流比，其工藝流程如圖6所示。倒置A/A/O工藝在厭氧池之前設(shè)缺氧反應(yīng)池，來(lái)自二沉池的回流污泥和進(jìn)水進(jìn)入該池，活性污泥利用進(jìn)水中的有機(jī)物和活性污泥本身的有機(jī)物（內(nèi) 源反硝化）徹底去除回流污泥中的硝態(tài)氮。在倒置的 A/A/O方式下，碳源問(wèn)題仍然存在，并造成聚磷菌的釋磷水平明顯低于常規(guī)的A/A/0方式。但在該方式中，由于硝酸鹽在前面的缺氧區(qū)已經(jīng)消 耗殆盡，消除了硝態(tài)氮對(duì)

38、后續(xù)厭氧池的不利影響，從而保證厭氧池的穩(wěn)定性和生 物除磷效果，并且微生物厭氧釋磷后直接進(jìn)入生化效率較高的好氧環(huán)境，使其在厭氧條件下形 成的吸磷動(dòng)力得到了更有效的利用。美國(guó)德州大學(xué)阿靈頓分校于 1981至1990年間采用倒置A/A/O工藝進(jìn)行了多次脫氮除磷小試和中試試驗(yàn)。Qasim等人對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法、缺氧-好氧法 和缺氧-厭12氧- 好氧法對(duì)氮磷的去除效果進(jìn)行了評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示缺氧 - 厭氧 - 好氧法對(duì) B0D、TSS氮和磷的去除效果比其它兩種工藝都要好。進(jìn)水出水二沉池缺氧厭氧好氧短時(shí)初沉池跨越管來(lái)自沉沙池污泥回流剩余污泥圖 6 倒置 A/A/0 工藝2.3.6 UCT/MUCT/VIP 工藝A/A/O工藝中回流污泥中很難保證不含有硝酸鹽及亞硝酸鹽，為了徹底排除在磷 釋放池內(nèi)硝酸鹽及亞硝酸鹽的干擾，南非開普敦大學(xué) （University of Cape Town） 在1983年提出 UCT工藝（見圖7）。UC工藝不是將污泥回流到磷釋放池，而是回流到其后的反硝化 池。在反 硝化池內(nèi)排除硝酸鹽及亞硝酸鹽后，再引入磷