改良型A2/O工藝在城市污水處理廠中的應用分析

朱家全　王張毅　戴文昱　高寅杰

摘 要：城市污水處理廠采用A2/O工藝時存在如下問題：混合液回流比大小會影響脫氮效果，回流污泥中夾帶DO和硝酸鹽破壞厭氧環境而干擾厭氧池的釋磷效果；同一污泥系統中存在著硝化菌、反硝化菌和聚磷菌，在污泥齡、有機負荷及碳源需求上存在競爭，難以保證氮磷的同時高效去除。基于此背景，本文將針對傳統A2/O工藝的缺陷，探討改良型A2/O工藝在城市污水處理廠中的具體應用。

關鍵詞：改良型A2/O工藝；同步硝化反硝化；反硝化除磷

中圖分類號：X5.6 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2017）08-0001-01

1 城市污水處理廠改良型A2O工藝的流程及改進點

改良型A2O工藝的流程為：預缺氧--厭氧--低氧--缺氧--好氧--沉淀出水，原污水一部分進入預缺氧池去除回流污泥中的硝態氮，避免其對后續厭氧釋磷產生影響；原污水另一部分和預缺氧池出水進入厭氧池發生厭氧釋磷，厭氧池出水進入低氧池發生同步硝化反硝化作用，足夠的硝態氮被積累且部分氮素被去除后，再進入缺氧池發生缺氧反硝化除磷作用，最后進入好氧池進一步吸磷并穩定出水水質。

改良型A2O工藝的改進點在于：在厭氧池前增設預缺氧池，沉淀物污泥回流到預缺氧中以去除硝態氮，此舉可以避免硝態氮在厭氧池中影響厭氧釋磷效果；低氧曝氣段分為三格，其中溶解氧濃度較低的前兩格有助于同步硝化反硝化脫氮的實現，溶解氧濃度較高的第三格有助于足夠硝態氮的積累。

2 城市污水處理廠改良型A2O工藝的影響因素及控制策略

2.1 城市污水處理廠改良型A2O工藝的影響因素

第一，進水量分配比的影響。改良型A2/O工藝脫氮除磷效果受到進水量分配比的較大影響，進水量分配比過大則意味著預缺氧池中流入了過多的污水，這將影響后續厭氧池碳源的積累，從而導致厭氧池中釋磷不完全；進水量分配比過小則影響著預缺氧池中碳源的積累，反硝化不完全而導致厭氧段釋磷所需水力停留時間的延長，從而造成系統厭氧除磷效果的降低。

第二，低氧段DO濃度的影響。具體說來：①如果低氧段DO濃度較低，大部分氨氮在低氧段得不到有效降解，出水硝態氮濃度較低。而在低氧段未被有效降解的氨氮將在好氧池進行硝化，這會造成好氧池出水硝態氮濃度的增加，較多的硝態氮進入預缺氧池會增加預缺氧池的負擔，影響厭氧釋磷效果。此外，低氧段DO濃度較低時，活性污泥混合液逐漸發黑，出水水質變差；②如果低氧段DO濃度過高，過多的氨氮在低氧段被降解，較大的曝氣量會造成活性污泥絮體內部缺氧區的破壞，反硝化所需缺氧環境被破壞會導致反硝化過程的抑制，從而使得反應器內堆積大量的硝態氮。此外，好氧聚磷菌會利用低氧段充足的DO來去除磷，這會使缺氧池失去原本的設計功能。

第三，厭氧池HRT的影響。厭氧池HRT過短或過長都不利于系統實現穩定除磷，具體說來：①厭氧池HRT過短，可能導致釋磷不完全；②厭氧池HRT過長，由于厭氧條件下發酵過程的存在，聚磷菌體內的聚羥基脂肪酸值含量會隨著厭氧池HRT的增大而降低，且厭氧污泥糖原含量隨之增多，這會影響聚磷菌后續的代謝活動。此外，時間太長會使厭氧池內可供給聚磷菌利用的低分子有機物被消耗殆盡，聚磷菌處于內源呼吸期而發生無效釋磷。

第四，缺氧池HRT的影響。缺氧池在本系統中的設計功能主要是反硝化聚磷，在缺氧狀態下完成同步的脫氮除憐。缺氧池HRT過大或過小都不利于系統脫氮除磷，缺氧池HRT過大可能會促使微生物進入內源呼吸狀態，發生內源反硝化或二次釋磷現象；缺氧池HRT過小，可能會導致反硝化聚磷過程不完全。

2.2 進水水質變化時改良型A2O工藝的控制策略

首先，進水TN濃度變化的控制策略。當進水TN濃度減小時，在不改變工藝參數的情況下系統出水水質便能達標，為節約能耗可減小曝氣量；當進水濃度増大時，可減小低氧段的DO值，同時増大各池體積，如果上述調整仍不能使出水水質達標，則在此基礎上外部投加碳源，同時減小厭氧池體積。

其次，進水TP濃度變化的控制策略。當進水TP濃度減小較多時，可増大低氧2的DO值，同時減小排泥量；當進水TP濃度增大較多時，可増大低氧2的DO值，增大厭氧段體積，同時増加排泥量。

再次，進水C/N變化的控制策略。在厭氧池，需要足夠的碳源作為電子供體發生厭氧釋磷；在缺氧池，碳源要盡可能少或者不存在，因為反硝化菌會優先利用碳源從而阻礙反硝化聚磷作用。因此控制好進水C/N值，是保證系統脫氮除磷效率的關鍵。當進水C/N減小時，可減小低氧3和好氧的DO值，若進水C/N減小的幅度較大則考慮外部投加碳源；當進水C/N増大時，可増大各池體積使各段HRT増大，同時増加低氧2和好氧的DO值，若進水C/N増大的幅度較大則考慮出水回流。

3 結語

本文針對我國城市污水生物脫氮除磷過程中存在的碳源不足、曝氣能耗高等問題，在傳統A2/O工藝的基礎上，構建了“預缺氧/厭氧/低氧/缺氧/好氧”的改良型A2/O工藝，探究了改良型A2/O工藝的脫氮除磷效果和影響因素，并在此基礎上研究其實時控制策略。

參考文獻

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