城市污水處理廠利用A2/O工藝進(jìn)行同步脫氮除磷的研究

費(fèi)琳艷　張夏瑛

（上海城投污水處理有限公司白龍港污水處理廠，上海　201201）

城市污水處理廠利用A2/O工藝進(jìn)行同步脫氮除磷的研究

費(fèi)琳艷張夏瑛

（上海城投污水處理有限公司白龍港污水處理廠，上海201201）

傳統(tǒng)城市污水處理系統(tǒng)主要去除污水中的可生物降解有機(jī)物和懸浮固體，而處理出水中含有較多的氮磷營(yíng)養(yǎng)物，排入水庫(kù)、湖泊等緩流水體會(huì)引起水華，排入近海會(huì)引起赤潮。伴隨著水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的日益突出（截至目前，26個(gè)國(guó)控重點(diǎn)湖泊/水庫(kù)中Ⅴ類和劣Ⅴ類占61.6%，中度和重度富營(yíng)養(yǎng)化57.7%），城市污水處理脫氮除磷理論和技術(shù)已經(jīng)逐漸成為研究熱點(diǎn)，而傳統(tǒng)污水處理工藝顯然在脫氮除磷效率上無(wú)法滿足需求，為此本文將就A2/O工藝在脫氮除磷方面的應(yīng)用進(jìn)行探討。

水體富營(yíng)養(yǎng)化城市污水處理廠A2/O工藝脫氮除磷、

傳統(tǒng)A2/O工藝是單一污泥系統(tǒng)，在同時(shí)生物脫氮除磷中涉及硝化、反硝化、吸磷和釋磷等多種不同的生物化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，要在這樣一個(gè)單一的系統(tǒng)中同時(shí)獲得脫氮和除磷的效果，必然會(huì)造成脫氮除磷效率的下降。針對(duì)傳統(tǒng)A2/O工藝在同時(shí)脫氮除磷存在的矛盾，學(xué)者們提出了一些新的脫氮除磷工藝，如倒置A2/O工藝、JHB工藝等，而本文就將對(duì)它們的脫氮除磷效果進(jìn)行對(duì)比。

1　不同A2/O工藝的原理

第一，傳統(tǒng)A2/O工藝。傳統(tǒng)A2/O工藝是人們?cè)诓粩嗉由顚?duì)脫氮除磷基本原理認(rèn)知的基礎(chǔ)上提出的，它由厭氧池（釋磷）、缺氧池（反硝化脫氮）、好氧池（去除殘留的可生物降解的有機(jī)物，好氧硝化生成NO3--N，好氧吸收磷酸鹽等）和二沉池（泥水分離）構(gòu)成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且水力停留時(shí)間相對(duì)較短。

第二，倒置A2/O工藝。倒置A2/O工藝將缺氧池前置，優(yōu)先滿足反硝化脫氮并可去除回流污泥中攜帶的硝酸鹽，避免其對(duì)厭氧環(huán)境造成破壞，從源頭上解決生物脫氮除磷系統(tǒng)中存在的瓶頸問(wèn)題。

第三，JHB工藝。由南非約翰內(nèi)斯堡大學(xué)創(chuàng)立的JHB工藝，在傳統(tǒng)A2/O工藝厭氧池前端設(shè)置了預(yù)缺氧池，內(nèi)回流比和污泥回流比分別采用400%和100%，二沉池的部分污泥和30%進(jìn)水直接進(jìn)入預(yù)缺氧池，70%進(jìn)水直接進(jìn)入?yún)捬醭?，利用進(jìn)水中有機(jī)物來(lái)去除大量硝酸鹽，以減輕其對(duì)厭氧釋磷的影響并為厭氧池微生物補(bǔ)充碳源（工藝流程如圖1所示）。

2　不同A2/O工藝同步脫氮除磷的比較分析

為探討不同A2/O工藝同時(shí)脫氮除磷的效果，本文采用如下運(yùn)行條件：進(jìn)水流量為21.6L/d，其中缺氧池、厭氧池的進(jìn)水流量分配系數(shù)r1：r2=1：1，污泥回流比R為1，內(nèi)循環(huán)回流比RI為2，反應(yīng)器總水力停留時(shí)間HRT為12h，通過(guò)排泥控制SRT保持在15d左右，池中MLSS平均為2000m g/L。

2.1不同A2/O工藝對(duì)COD的處理效果

圖1　JHB的工藝流程

COD去除效果是表征不同A2/O工藝處理效果的主要指標(biāo)，不同A2/O工藝啟動(dòng)至運(yùn)行穩(wěn)定后，傳統(tǒng)A2/O工藝和JHB工藝穩(wěn)定性較好，出水COD濃度波動(dòng)較小，平均去除率分別為93.5%、94.4%；倒置A2/O工藝的穩(wěn)定性相對(duì)較差，出水COD濃度波動(dòng)較大，平均去除率為93.0%。不同A2/O工藝的出水COD值均維持在50mg/L以下，達(dá)到國(guó)家一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)。

2.2不同A2/O工藝中NOx-N的進(jìn)出水濃度變化

NOx-N（NO2--N、NO3--N）是影響系統(tǒng)除磷效果的主要因素，表1為不同A2/O工藝中NOx-N的進(jìn)出水濃度變化，從結(jié)果可知三種工藝中亞硝酸鹽的濃度均保持在很低水平，出水濃度均低于0.5mg/L，出水硝態(tài)氮濃度在2.0～5.5mg/L。

2.3不同A2/O工藝對(duì)TP、NH4+-N、TN的處理效果

TP去除效果是表征不同A2/O工藝除磷效果的主要指標(biāo)，TN去除效果是表征不同A2/O工藝脫氮效果的主要指標(biāo)（表2為不同A2/ O工藝對(duì)TP、NH4+-N、TN的處理效果）。在運(yùn)行過(guò)程中，傳統(tǒng)A2/O工藝的缺氧池發(fā)生了反硝化聚磷現(xiàn)象，缺氧池聚磷量占厭氧池總釋磷量的比率為0.03%，倒置A2/O工藝和JHB工藝因未經(jīng)歷厭氧-缺氧過(guò)程，而并未發(fā)生反硝化聚磷現(xiàn)象。

3　結(jié)語(yǔ)

作為我國(guó)城市污水處理廠應(yīng)用最為廣泛的同步脫氮除磷工藝之一，傳統(tǒng)A2/O工藝具有設(shè)備簡(jiǎn)單、易于控制運(yùn)行和水力停留時(shí)間短等優(yōu)勢(shì)，但受到自身多種因素的相互制衡，傳統(tǒng)A2/O工藝在脫氮除磷功能上難以得到進(jìn)一步的提升，為此研究者紛紛將目光投向其變型工藝（如倒置A2/O工藝、JHB工藝等）。本文的研究結(jié)果表明，各工藝對(duì)COD的處理效果表現(xiàn)為JHB工藝＞傳統(tǒng)A2/O工藝＞倒置A2/O工藝；各工藝中出水亞硝態(tài)氮濃度均低于0.5mg/L，出水硝態(tài)氮濃度在2.0～5.5mg/L之間；各工藝對(duì)TP的處理效果為：傳統(tǒng)A2/O工藝＞倒置A2/O工藝＞JHB工藝；各工藝對(duì)NH4+-N的處理效果為：倒置A2/O工藝＞傳統(tǒng)A2/O工藝＞JHB工藝；各工藝對(duì)TN的處理效果為：JHB工藝＞倒置A2/O工藝＞傳統(tǒng)A2/O工藝。

［1］高樂(lè).常規(guī)A2/O與倒置A2/O比較［J］.中小企業(yè)管理與科技，201 1（2）.

［2］邵軍峰.城市污水脫氮除磷及污泥水強(qiáng)化生物脫氮試驗(yàn)研究［D］.西安建筑科技大學(xué)，2011.

表1　不同A2/O工藝中NOx-N的進(jìn)出水濃度變化（mg/L）

表2　不同A2/O工藝對(duì)TP、NH4+-N、TN的處理效果