基于A2/O工藝處理混合污水探究

鄭志勇

（浙江德朗環(huán)保科技投資有限公司，浙江 杭州 310013）

1 A2/O工藝概述

A2/O(Anaerobic/Anoxic/Oxic)法，是活性污泥法中的一種，但是分為三階段進(jìn)行，即厭氧階段(A)、缺氧階段(A)以及好氧(O)階段法。此種污水處理工藝基于傳統(tǒng)活性污泥法以及生物消化反硝化相關(guān)工藝，再經(jīng)過(guò)生物除P相關(guān)技術(shù)，來(lái)達(dá)到良好的脫氮除磷效果。混合污水經(jīng)過(guò)厭氧階段(A)、缺氧階段(A)以及好氧(O)階段三個(gè)階段，各個(gè)階段通過(guò)不同的生物菌群作用，從而有效去除污水中的有機(jī)物以及N、P。其一般工藝流程如圖1。

圖1 A2/O混合污水處理流程

圖2 A2/O工藝實(shí)驗(yàn)裝置

混合污水在進(jìn)入?yún)捬醭貢r(shí)，將回流污泥與之進(jìn)行混合，這時(shí)，兼性厭氧發(fā)酵細(xì)菌會(huì)產(chǎn)生活性，全面降解大分子有機(jī)物，將其轉(zhuǎn)化成為小顆粒物以及可揮發(fā)性脂肪酸(VFA)，與此同時(shí)，這些小分子有機(jī)物被聚磷菌進(jìn)行有效吸收并合成PHB，形成其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)儲(chǔ)存于自身體內(nèi)，然后，聚磷菌自身將體內(nèi)的有機(jī)物水解，形成正磷酸鹽，并排除體內(nèi)，回到水體中。在水解過(guò)程中釋放相關(guān)能量，可以維持好氧性聚磷菌在厭氧的環(huán)節(jié)下進(jìn)行基本生存。在缺氧池中，硝反硝化細(xì)菌對(duì)水體中硝酸鹽進(jìn)行反硝化，對(duì)水體進(jìn)行脫氮處理。當(dāng)污水進(jìn)入好氧池以后，混合污水從缺氧池出來(lái)時(shí)，其有機(jī)物濃度相當(dāng)?shù)停哿拙揽吭趨捬蹼A段儲(chǔ)存的PHB來(lái)維持自身生存需要，然后加倍吸收水體中的溶解性P,并形成聚磷酸鹽儲(chǔ)存體內(nèi)，然后將高P含量的污泥從處理過(guò)混合污水中分離出來(lái)，達(dá)到良好除磷效果。在A2/O處理工藝中，好氧階段尤顯重要，在此階段，硝化菌將混合污水中的有機(jī)氮轉(zhuǎn)化成的，通過(guò)微生物進(jìn)行硝化作用，形成硝態(tài)氮（NO3-）。

2 A2/O工藝處理混合污水實(shí)驗(yàn)研究

2.1 實(shí)驗(yàn)概述

A2/O工藝混合污水處理實(shí)驗(yàn)采取溫州市某污水廠中沉砂池進(jìn)水，其水質(zhì)為COD110～320 mg/L，BOD575～160mg/L，NH3-N17～37mg/L，TN 22～44 mg/L，pH 6.3～9.2。

2.2 實(shí)驗(yàn)流程

該工藝裝置圖見(jiàn)圖2，實(shí)驗(yàn)裝置采用有機(jī)玻璃材質(zhì)，實(shí)驗(yàn)分厭氧池、缺氧池、好氧池，其中好氧池做兩個(gè)，尺寸相同。各池子相關(guān)尺寸為：厭氧池長(zhǎng)50cm,體積為0.6m3；缺氧池長(zhǎng)100cm，體積為0.9m3，為達(dá)到處理效果，厭氧池與缺氧池均設(shè)置攪拌機(jī)，便于水質(zhì)均勻；好氧池長(zhǎng)300 cm，體積為2.8 m3，并加設(shè)可控式曝氣裝置。選取不同參數(shù)（溶解氧DO、混合液回流比R以及污泥回流比r），做三因素正交實(shí)驗(yàn)，來(lái)全面分析其脫氮除磷效果。

2.3 溶解氧對(duì)處理效果影響分析

水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要根源是N、P指標(biāo)的超標(biāo)，然而水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要控制因子是P，A2/O工藝在處理水體P方面有其獨(dú)特的效果，而溶解氧的控制正是其處理達(dá)到理想效果的有力保證。A2/O工藝各個(gè)階段生物反應(yīng)過(guò)程對(duì)溶解氧的需求不盡相同，嚴(yán)格控制各反應(yīng)段的溶解氧濃度，才能達(dá)到生物除磷的目的。對(duì)好氧生物反應(yīng)來(lái)說(shuō)，硝化產(chǎn)生氮?dú)猓憧梢钥刂破貧庵腥芙庋酰刂频?.5mg/L以上，本實(shí)驗(yàn)控制在3.1mg/L,有利于好氧生物的反應(yīng)。當(dāng)環(huán)境中的溶解氧高于0.3mg/l時(shí)，兼性菌和好氧菌都進(jìn)行好氧呼吸；當(dāng)溶解氧低于0.2-0.3mg/l接近于零時(shí)，兼性菌則轉(zhuǎn)入?yún)捬鹾粑^大部分好氧菌基本停止呼吸，而有部分好氧菌(多數(shù)為絲狀菌)還可能生長(zhǎng)良好，在系統(tǒng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)后常導(dǎo)致污泥膨脹。

2.4 混合液回流比R以及污泥回流比r對(duì)脫氮效果分析

本實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置反映溫度在30℃左右，HRT為5小時(shí)，分別參照三方面因素：即好氧池DO為3.1 mg/L、r為79%，在R為100%、125%以及145%時(shí)，分別測(cè)量N、P去除率。實(shí)驗(yàn)得出相關(guān)結(jié)論，當(dāng)混合液回流比R設(shè)置的三個(gè)范圍內(nèi)，其N(xiāo)H3-N的均可有效去除94%以上，也就是說(shuō)，混合液回流比R的改變，對(duì)工藝硝化影響不大，至于對(duì)反硝化有沒(méi)影響，下面來(lái)進(jìn)行相關(guān)論證。然而當(dāng)混合液回流比R有最初的100%改變到125%時(shí)，其總氮的去除率會(huì)從原來(lái)的基礎(chǔ)上提高25%。但是，R達(dá)到145%時(shí)，總氮去除率又回到原點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，混合液進(jìn)行回流，為缺氧池進(jìn)行反硝化提高氮源，來(lái)出盡反硝化作用從而脫氮，R偏低（小于125%）時(shí)，會(huì)導(dǎo)致氮源不足，會(huì)明顯抑制反硝化的效果；當(dāng)R偏高（大于125%）時(shí)，這樣雖然有充足的氮源，但是其溶解氧急劇增大，嚴(yán)重影響其缺氧效果，明顯抑制了反硝化細(xì)菌的反硝化作用。進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)證明，當(dāng)R為125%時(shí)，其總氮去除率最高，但是隨著R的變化，對(duì)NH3-N無(wú)明顯改善效果。

關(guān)于污泥回流比r的影響，實(shí)驗(yàn)溫度仍控制在30℃，HRT為5 h，分別參照兩方面因素：即R為125%、好氧池DO為3.1mg/L時(shí)，在r為59%、79%和100%時(shí)，分別測(cè)量N、P去除率。當(dāng)污泥回流比r控制在100%時(shí)，可有效去除NH3-N（達(dá)到98%），當(dāng) r控制在 79%時(shí)，NH3-N的處理效果比100%時(shí)更為理想（達(dá)到99%），然而當(dāng)降低污泥回流比r為59%時(shí)，大大降低了NH3-N處理效果（只有90%），再測(cè)量其總氮的去除率，當(dāng)r分別為59%、79%和100%時(shí)，總氮去除率隨著r的增加而增大。由此可以得出，污泥回流比r的控制，旨在維持反應(yīng)器中活性污泥量，從而增加污泥活性來(lái)提高混合污水處理效果。與混合液回流比R相比而言，污泥回流比r隨著其數(shù)值的增大，系統(tǒng)的反硝化作用逐步加強(qiáng)。經(jīng)過(guò)反復(fù)重復(fù)實(shí)驗(yàn)得出，當(dāng)r為72.4時(shí)，總氮去除率達(dá)到最大值。

3 結(jié)束語(yǔ)

A2/O工藝處理混合污水，其處理效果能夠良好地達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，但是其處理效果很容易受到溶解氧、混合液回流比以及污泥回流比的影響，因此，在實(shí)際的水處理過(guò)程中，必須嚴(yán)格控制溶解氧以及相關(guān)回流比的值，才能良好保證工藝的處理效果。

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