A—A/O工藝法處理高濃度氨氮廢水的工程實(shí)踐

徐磊

摘要：采用A-A/O工藝處理了氨氮廢水，結(jié)果表明：該工藝處理效果良好，生化出水中主要污染物指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：A-A/O工藝；氨氮；難降解有機(jī)物；工程實(shí)踐

中圖分類號：X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）02018203

1引言

對于較高濃度氨氮廢水，若采用常規(guī)活性污泥法處理，工藝過程中幾乎不發(fā)生硝化作用，總氮的去除率僅在10%～30%之間[1]，近年來大多用A/O生物脫氮工藝處理含氮廢水；對于苯環(huán)類難降解有機(jī)物，好氧法很難降解，通常需通過厭氧酸化才能簡單化或降解。

某市化工企業(yè)的生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜，含有難降解苯環(huán)類有機(jī)物、高濃度氨氮和氰，屬典型的難降解型廢水。對于該類廢水，該公司通過一系列小試、中試，最終確定采用厭氧—缺氧/好氧生物處理工藝（簡稱A-A/O工藝），它綜合考慮了難降解有機(jī)物和氨氮同時(shí)去除的問題，與一般A/O工藝比較，其最大特點(diǎn)是引進(jìn)了厭氧預(yù)處理，利用厭氧酸化改變苯環(huán)類有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和可生化性，為反硝化提供了較易利用的碳源[2]。

2工程概況

該企業(yè)生產(chǎn)廢水水量為100m3/d，生活污水水量為50m3/d，兩股廢水混合后經(jīng)生化處理，生化出水中主要污染物指標(biāo)應(yīng)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。

2.1生產(chǎn)廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

生產(chǎn)廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

3.1UASB系統(tǒng)控制

3.1.1UASB理論

厭氧生物處理是在隔絕空氣的條件下，借助兼性菌、厭氧菌和專性厭氧菌的生物化學(xué)作用，對有機(jī)物進(jìn)行生化降解的過程。厭氧生物處理能耗低、污泥產(chǎn)量少，能對好氧生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）是20世紀(jì)70年代開發(fā)出來、之后被廣泛應(yīng)用的一種高效厭氧反應(yīng)器，由于具有三相分離器、均勻布水系統(tǒng)和能形成顆粒污泥的工藝特征，UASB反應(yīng)器污泥濃度高、泥齡長、水力停留時(shí)間短、結(jié)構(gòu)緊湊、無需設(shè)置填料、無需安裝攪拌設(shè)備[3]。

UASB的主要影響因素有：溫度、pH值、氧化還原電位、營養(yǎng)物質(zhì)、有毒物質(zhì)等，在實(shí)際控制中，這些因素應(yīng)作為重點(diǎn)控制對象。

3.1.2UASB運(yùn)行控制

對于3.1.1中所述控制要點(diǎn)，參考相關(guān)資料[3]，在實(shí)踐中通過逐步摸索，得出表2中適用于本類廢水的厭氧控制參數(shù)和要點(diǎn)。

3.2A/O系統(tǒng)控制

3.2.1A/O理論

A/O工藝又稱“前置反硝化生物脫氮系統(tǒng)”，是我國目前較普及且脫氮效果較好的一種生物脫氮工藝。在A/O系統(tǒng)的A池內(nèi)，在缺氧狀態(tài)下，反硝化菌利用有機(jī)物作為碳源提供電子供體提供能量，利用O池產(chǎn)生并回流的硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N3+和N5+作為電子受體，利用O2-作為受氫體生成水和OH-堿度，將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)舛鴱臒o水中逸出，從而達(dá)到除氮的目的，同時(shí)降解有機(jī)物。在A/O系統(tǒng)的O池內(nèi)，有機(jī)物得到進(jìn)一步去除，但主要是進(jìn)行硝化反應(yīng)，在有氧條件下，氨氮被硝化細(xì)菌所氧化成為亞硝酸鹽和硝酸鹽，包括兩個(gè)基本反應(yīng)步驟：由亞硝酸菌參與將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽的反應(yīng)，硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的反應(yīng)。亞硝酸菌和硝酸菌都是化能自養(yǎng)菌，它們利用CO2、CO2-3、HCO-3等作為碳源，通過NH3、NH+4或NO-2的氧化還原反應(yīng)獲得能量[4]。

3.2.2A/O運(yùn)行控制

一般認(rèn)為影響A/O工藝脫氨、降解COD的主要因素有：COD/TN、DO、溫度、硝化液回流比、污泥回流比、pH值、堿度和污泥濃度等。彭永臻[5]等通過研究認(rèn)為：COD/TN>8，TN去除率即能達(dá)到80%，硝化區(qū)DO達(dá)到1.5 mg/L時(shí)，氨氮去除率能達(dá)到94.5%，硝化液回流比1.75時(shí)，系統(tǒng)TN去除率最高，污泥回流比宜控制在60%～100%。

綜合傳統(tǒng)觀點(diǎn)和彭永臻[5]等的研究結(jié)果，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，確定A/O相關(guān)運(yùn)行控制參數(shù)如表3所示。

經(jīng)過A/O段處理后，生化出水COD小于100 mg/L，去除率達(dá)95.5%（A/O段）；氨氮小于5 mg/L，去除率達(dá)97.5%（A/O段）；CN-小于0.5 mg/L，去除率達(dá)91.7%（A/O段）；TN小于20 mg/L，去除率達(dá)90.9%（A/O段）。

5結(jié)語

厭氧—缺氧/好氧生物處理工藝（簡稱A-A/O工藝）對含難降解有機(jī)物的高濃度氨氮廢水具有明顯的處理效果，系統(tǒng)出水的所有指標(biāo)均能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。該工藝技術(shù)可靠，運(yùn)行成本適中，工程維護(hù)量與維修費(fèi)用低，操作管理簡便，適用于大規(guī)模工程應(yīng)用。

收稿日期：20131224

作者簡介：魯朝旭（1985—），男，安徽蕭縣人，助理工程師，主要從事環(huán)境工程研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李國秀，李建文.A/O工藝處理氮肥企業(yè)高濃氨氮廢水[J].氮肥技術(shù)，2008，29（4）：49.

[2] 文一波，張輝明，錢易. A-A/O法處理焦化廢水中試研究[J].中國給水排水，1992，8（2）：7～11.

[3] 左劍惡，甘海南，賈立敏.UASB工藝的理論與工程實(shí)踐[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2000.

[4] 沈煒，陳季華.A/O生物脫氮工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].江蘇環(huán)境科技，1998（4）：8～11.

[5] 彭永臻，王曉蓮，王淑瑩.A/O脫氮工藝影響因素及其控制策略的研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，37（8）：1053～1057.endprint

摘要：采用A-A/O工藝處理了氨氮廢水，結(jié)果表明：該工藝處理效果良好，生化出水中主要污染物指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：A-A/O工藝；氨氮；難降解有機(jī)物；工程實(shí)踐

中圖分類號：X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）02018203

1引言

對于較高濃度氨氮廢水，若采用常規(guī)活性污泥法處理，工藝過程中幾乎不發(fā)生硝化作用，總氮的去除率僅在10%～30%之間[1]，近年來大多用A/O生物脫氮工藝處理含氮廢水；對于苯環(huán)類難降解有機(jī)物，好氧法很難降解，通常需通過厭氧酸化才能簡單化或降解。

某市化工企業(yè)的生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜，含有難降解苯環(huán)類有機(jī)物、高濃度氨氮和氰，屬典型的難降解型廢水。對于該類廢水，該公司通過一系列小試、中試，最終確定采用厭氧—缺氧/好氧生物處理工藝（簡稱A-A/O工藝），它綜合考慮了難降解有機(jī)物和氨氮同時(shí)去除的問題，與一般A/O工藝比較，其最大特點(diǎn)是引進(jìn)了厭氧預(yù)處理，利用厭氧酸化改變苯環(huán)類有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和可生化性，為反硝化提供了較易利用的碳源[2]。

2工程概況

該企業(yè)生產(chǎn)廢水水量為100m3/d，生活污水水量為50m3/d，兩股廢水混合后經(jīng)生化處理，生化出水中主要污染物指標(biāo)應(yīng)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。

2.1生產(chǎn)廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

生產(chǎn)廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

3.1UASB系統(tǒng)控制

3.1.1UASB理論

厭氧生物處理是在隔絕空氣的條件下，借助兼性菌、厭氧菌和專性厭氧菌的生物化學(xué)作用，對有機(jī)物進(jìn)行生化降解的過程。厭氧生物處理能耗低、污泥產(chǎn)量少，能對好氧生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）是20世紀(jì)70年代開發(fā)出來、之后被廣泛應(yīng)用的一種高效厭氧反應(yīng)器，由于具有三相分離器、均勻布水系統(tǒng)和能形成顆粒污泥的工藝特征，UASB反應(yīng)器污泥濃度高、泥齡長、水力停留時(shí)間短、結(jié)構(gòu)緊湊、無需設(shè)置填料、無需安裝攪拌設(shè)備[3]。

UASB的主要影響因素有：溫度、pH值、氧化還原電位、營養(yǎng)物質(zhì)、有毒物質(zhì)等，在實(shí)際控制中，這些因素應(yīng)作為重點(diǎn)控制對象。

3.1.2UASB運(yùn)行控制

對于3.1.1中所述控制要點(diǎn)，參考相關(guān)資料[3]，在實(shí)踐中通過逐步摸索，得出表2中適用于本類廢水的厭氧控制參數(shù)和要點(diǎn)。

3.2A/O系統(tǒng)控制

3.2.1A/O理論

A/O工藝又稱“前置反硝化生物脫氮系統(tǒng)”，是我國目前較普及且脫氮效果較好的一種生物脫氮工藝。在A/O系統(tǒng)的A池內(nèi)，在缺氧狀態(tài)下，反硝化菌利用有機(jī)物作為碳源提供電子供體提供能量，利用O池產(chǎn)生并回流的硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N3+和N5+作為電子受體，利用O2-作為受氫體生成水和OH-堿度，將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)舛鴱臒o水中逸出，從而達(dá)到除氮的目的，同時(shí)降解有機(jī)物。在A/O系統(tǒng)的O池內(nèi)，有機(jī)物得到進(jìn)一步去除，但主要是進(jìn)行硝化反應(yīng)，在有氧條件下，氨氮被硝化細(xì)菌所氧化成為亞硝酸鹽和硝酸鹽，包括兩個(gè)基本反應(yīng)步驟：由亞硝酸菌參與將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽的反應(yīng)，硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的反應(yīng)。亞硝酸菌和硝酸菌都是化能自養(yǎng)菌，它們利用CO2、CO2-3、HCO-3等作為碳源，通過NH3、NH+4或NO-2的氧化還原反應(yīng)獲得能量[4]。

3.2.2A/O運(yùn)行控制

一般認(rèn)為影響A/O工藝脫氨、降解COD的主要因素有：COD/TN、DO、溫度、硝化液回流比、污泥回流比、pH值、堿度和污泥濃度等。彭永臻[5]等通過研究認(rèn)為：COD/TN>8，TN去除率即能達(dá)到80%，硝化區(qū)DO達(dá)到1.5 mg/L時(shí)，氨氮去除率能達(dá)到94.5%，硝化液回流比1.75時(shí)，系統(tǒng)TN去除率最高，污泥回流比宜控制在60%～100%。

綜合傳統(tǒng)觀點(diǎn)和彭永臻[5]等的研究結(jié)果，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，確定A/O相關(guān)運(yùn)行控制參數(shù)如表3所示。

經(jīng)過A/O段處理后，生化出水COD小于100 mg/L，去除率達(dá)95.5%（A/O段）；氨氮小于5 mg/L，去除率達(dá)97.5%（A/O段）；CN-小于0.5 mg/L，去除率達(dá)91.7%（A/O段）；TN小于20 mg/L，去除率達(dá)90.9%（A/O段）。

5結(jié)語

厭氧—缺氧/好氧生物處理工藝（簡稱A-A/O工藝）對含難降解有機(jī)物的高濃度氨氮廢水具有明顯的處理效果，系統(tǒng)出水的所有指標(biāo)均能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。該工藝技術(shù)可靠，運(yùn)行成本適中，工程維護(hù)量與維修費(fèi)用低，操作管理簡便，適用于大規(guī)模工程應(yīng)用。

收稿日期：20131224

作者簡介：魯朝旭（1985—），男，安徽蕭縣人，助理工程師，主要從事環(huán)境工程研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李國秀，李建文.A/O工藝處理氮肥企業(yè)高濃氨氮廢水[J].氮肥技術(shù)，2008，29（4）：49.

[2] 文一波，張輝明，錢易. A-A/O法處理焦化廢水中試研究[J].中國給水排水，1992，8（2）：7～11.

[3] 左劍惡，甘海南，賈立敏.UASB工藝的理論與工程實(shí)踐[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2000.

[4] 沈煒，陳季華.A/O生物脫氮工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].江蘇環(huán)境科技，1998（4）：8～11.

[5] 彭永臻，王曉蓮，王淑瑩.A/O脫氮工藝影響因素及其控制策略的研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，37（8）：1053～1057.endprint

摘要：采用A-A/O工藝處理了氨氮廢水，結(jié)果表明：該工藝處理效果良好，生化出水中主要污染物指標(biāo)均達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。

關(guān)鍵詞：A-A/O工藝；氨氮；難降解有機(jī)物；工程實(shí)踐

中圖分類號：X703文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：16749944（2014）02018203

1引言

對于較高濃度氨氮廢水，若采用常規(guī)活性污泥法處理，工藝過程中幾乎不發(fā)生硝化作用，總氮的去除率僅在10%～30%之間[1]，近年來大多用A/O生物脫氮工藝處理含氮廢水；對于苯環(huán)類難降解有機(jī)物，好氧法很難降解，通常需通過厭氧酸化才能簡單化或降解。

某市化工企業(yè)的生產(chǎn)廢水成分復(fù)雜，含有難降解苯環(huán)類有機(jī)物、高濃度氨氮和氰，屬典型的難降解型廢水。對于該類廢水，該公司通過一系列小試、中試，最終確定采用厭氧—缺氧/好氧生物處理工藝（簡稱A-A/O工藝），它綜合考慮了難降解有機(jī)物和氨氮同時(shí)去除的問題，與一般A/O工藝比較，其最大特點(diǎn)是引進(jìn)了厭氧預(yù)處理，利用厭氧酸化改變苯環(huán)類有機(jī)物的結(jié)構(gòu)和可生化性，為反硝化提供了較易利用的碳源[2]。

2工程概況

該企業(yè)生產(chǎn)廢水水量為100m3/d，生活污水水量為50m3/d，兩股廢水混合后經(jīng)生化處理，生化出水中主要污染物指標(biāo)應(yīng)達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。

2.1生產(chǎn)廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)

生產(chǎn)廢水水質(zhì)及排放標(biāo)準(zhǔn)如表1所示。

3.1UASB系統(tǒng)控制

3.1.1UASB理論

厭氧生物處理是在隔絕空氣的條件下，借助兼性菌、厭氧菌和專性厭氧菌的生物化學(xué)作用，對有機(jī)物進(jìn)行生化降解的過程。厭氧生物處理能耗低、污泥產(chǎn)量少，能對好氧生物不能降解的一些有機(jī)物進(jìn)行降解或部分降解。升流式厭氧污泥床反應(yīng)器（UASB）是20世紀(jì)70年代開發(fā)出來、之后被廣泛應(yīng)用的一種高效厭氧反應(yīng)器，由于具有三相分離器、均勻布水系統(tǒng)和能形成顆粒污泥的工藝特征，UASB反應(yīng)器污泥濃度高、泥齡長、水力停留時(shí)間短、結(jié)構(gòu)緊湊、無需設(shè)置填料、無需安裝攪拌設(shè)備[3]。

UASB的主要影響因素有：溫度、pH值、氧化還原電位、營養(yǎng)物質(zhì)、有毒物質(zhì)等，在實(shí)際控制中，這些因素應(yīng)作為重點(diǎn)控制對象。

3.1.2UASB運(yùn)行控制

對于3.1.1中所述控制要點(diǎn)，參考相關(guān)資料[3]，在實(shí)踐中通過逐步摸索，得出表2中適用于本類廢水的厭氧控制參數(shù)和要點(diǎn)。

3.2A/O系統(tǒng)控制

3.2.1A/O理論

A/O工藝又稱“前置反硝化生物脫氮系統(tǒng)”，是我國目前較普及且脫氮效果較好的一種生物脫氮工藝。在A/O系統(tǒng)的A池內(nèi)，在缺氧狀態(tài)下，反硝化菌利用有機(jī)物作為碳源提供電子供體提供能量，利用O池產(chǎn)生并回流的硝酸鹽和亞硝酸鹽中的N3+和N5+作為電子受體，利用O2-作為受氫體生成水和OH-堿度，將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)舛鴱臒o水中逸出，從而達(dá)到除氮的目的，同時(shí)降解有機(jī)物。在A/O系統(tǒng)的O池內(nèi)，有機(jī)物得到進(jìn)一步去除，但主要是進(jìn)行硝化反應(yīng)，在有氧條件下，氨氮被硝化細(xì)菌所氧化成為亞硝酸鹽和硝酸鹽，包括兩個(gè)基本反應(yīng)步驟：由亞硝酸菌參與將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽的反應(yīng)，硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的反應(yīng)。亞硝酸菌和硝酸菌都是化能自養(yǎng)菌，它們利用CO2、CO2-3、HCO-3等作為碳源，通過NH3、NH+4或NO-2的氧化還原反應(yīng)獲得能量[4]。

3.2.2A/O運(yùn)行控制

一般認(rèn)為影響A/O工藝脫氨、降解COD的主要因素有：COD/TN、DO、溫度、硝化液回流比、污泥回流比、pH值、堿度和污泥濃度等。彭永臻[5]等通過研究認(rèn)為：COD/TN>8，TN去除率即能達(dá)到80%，硝化區(qū)DO達(dá)到1.5 mg/L時(shí)，氨氮去除率能達(dá)到94.5%，硝化液回流比1.75時(shí)，系統(tǒng)TN去除率最高，污泥回流比宜控制在60%～100%。

綜合傳統(tǒng)觀點(diǎn)和彭永臻[5]等的研究結(jié)果，結(jié)合實(shí)際運(yùn)行情況，確定A/O相關(guān)運(yùn)行控制參數(shù)如表3所示。

經(jīng)過A/O段處理后，生化出水COD小于100 mg/L，去除率達(dá)95.5%（A/O段）；氨氮小于5 mg/L，去除率達(dá)97.5%（A/O段）；CN-小于0.5 mg/L，去除率達(dá)91.7%（A/O段）；TN小于20 mg/L，去除率達(dá)90.9%（A/O段）。

5結(jié)語

厭氧—缺氧/好氧生物處理工藝（簡稱A-A/O工藝）對含難降解有機(jī)物的高濃度氨氮廢水具有明顯的處理效果，系統(tǒng)出水的所有指標(biāo)均能達(dá)到《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB8978-1996）中的一級標(biāo)準(zhǔn)。該工藝技術(shù)可靠，運(yùn)行成本適中，工程維護(hù)量與維修費(fèi)用低，操作管理簡便，適用于大規(guī)模工程應(yīng)用。

收稿日期：20131224

作者簡介：魯朝旭（1985—），男，安徽蕭縣人，助理工程師，主要從事環(huán)境工程研究。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李國秀，李建文.A/O工藝處理氮肥企業(yè)高濃氨氮廢水[J].氮肥技術(shù)，2008，29（4）：49.

[2] 文一波，張輝明，錢易. A-A/O法處理焦化廢水中試研究[J].中國給水排水，1992，8（2）：7～11.

[3] 左劍惡，甘海南，賈立敏.UASB工藝的理論與工程實(shí)踐[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2000.

[4] 沈煒，陳季華.A/O生物脫氮工藝的設(shè)計(jì)計(jì)算[J].江蘇環(huán)境科技，1998（4）：8～11.

[5] 彭永臻，王曉蓮，王淑瑩.A/O脫氮工藝影響因素及其控制策略的研究[J].哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，37（8）：1053～1057.endprint