淺談AO、AAO污水處理工藝研究與發展

楊興

摘 要： 近幾年來，AO、AAO污水處理工藝及其改進型工藝，因其具備工藝流程簡單，幾件及運行成本低，活性淤泥不易膨脹，運行較為靈活，水力停留時間[HRT]短等諸多優點，且對實現我國環保行業節能減排有著深遠的意義，效果顯著，現已成為國內外共同研究、探討和應用的熱門污水生物處理工藝。本文將對AO、AAO及其主要改進型工藝的研究現狀及發展進行闡述，并分析此類工藝產生的問題。針對這些個問題，結合研究小組的理論研究結果，提出節能運行措施，并針對節能減排，向更高更好的目標，進一步豐富和發展。

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1003-9082（2016）12-0272-01

為了改善水體質量，防止并遏制水體富營養化，實現城鄉水體綜合統一治理，我國已經在“十五”，“十一五”和“十二五”期間，提出了多個整治措施和治理方案，通過對水體總量的控制，重點治理的手段，我國的持續加重的水污染，最終得到了有效的控制，水體的質量得到了提高，（1，2）成效顯著。根據詳細統計，我國2000年正式落成污水處理廠共計427座，日處理污水能力1475萬立方米；截止至2013年底，我國已經建成的污水處理廠超過3500座，污水處理能力為每天1.4億立方米。（3）這些座污水處理廠的落成標志著我國對污水處理的能力的提升，城市污水處理率達到87%，城市的污水基本上已經得到了有效的處理和妥善的處置。

需要重點強調的是，伴隨著污水處理廠的迅速興建，城市污水處理作為過高消耗能源的行業，該問題在我國建設道路上日益凸顯。（4，5）在當下污水處理廠提高標準，并且節能減排的大前提下，怎樣能使已經落成脫產實用的污水處理廠，達到“十二五”我國要求的節約能源、降低消耗的總體目標要求，現已成為了我國目前污水處理的熱門討論對象。（6，7）就目前，我國所采用的污水處理主要工藝流程包括氧化溝、AO、AOO、SBR以及CASS等，以上所述工藝中，AO工藝、AOO污水處理工藝因為具備除磷脫氮同步進行的能力，運行簡單，對水質的適應性強，基建和運行維護的費用低，工藝整體的耗能低，水力停留的時間較短等諸多優點，故成為了我國推廣應用最為廣泛的污水處理技術之一。（8，9）該污水處理系統是通過厭氧段和好氧段的合理組合，使其能夠同時發揮反硝化菌、硝化菌、P、N、聚磷菌等有機物質的同步去除能力。（10）AAO污水處理工作的高效運行受到了碳源類型、溫度以及溶解氧濃度的影響，（11，12）由于AO、AOO被廣泛使用及其系統的復雜程度，所以，對以上所述系統的節能減排運行下，能否高效率的去除污染，備受廣泛關注。

目前，國內已建成的污水處理廠雖然能夠及時有效的去除生活中污水里的各類污染物，無論是對污水的控制，還是環境的保護，都起到了至關重要的作用。但是，國內對于污水處理廠，普遍存在耗能較高的弊端，也是整個行業的特點。通常，污水處理工藝耗能是針對在對污水處理的過程中，在污泥和污水的提升，污泥的脫水、濃縮，生物處理單元曝氣、推進、混合，污泥回流等環節直接消耗掉的電能。其中，污泥處理單元和污水生物處理耗能大約占水處理廠直接耗能的60%～90%據數據統計，美國和日本已經建成的污水處理廠，在工作運行過程中，平均單位的消耗電量大約為0.2kW·h/m3和0.26kW·h/m3， （其中未對污泥巴、污水處理處置中回收的能源計算在內），以上所述用電消耗不但包括了污水處理的生化處理過程的用電消耗，也涵括了污泥處置處理，如：焚燒、消化、脫水等，和通風、洗沙、脫臭等設備運行的用電消耗，與其相對應的，2010年年初，國內城市給水排水工程技術研究中心，通過對全國1856座污水處理廠的運行耗能進行分析并指出，2009年上述污水處理廠的年平均運行的耗電量為0.254 kW·h/m3.盡管整體上與日本差不多，稍稍高于美國，但是，假若考慮到上述用電消耗中未曾考慮的淤泥處置處理和脫臭設備等運行所需的用電量消耗，通常情況下，污泥的處置處理的用電消耗將使得污水處理廠整個能耗提高至少20%，（13）不難發現，我國當前污水處理行業大量存在著耗能較高的缺陷，另外，孫鵬程等人（14）通過對山西省的82座城鎮污水處理廠2009年耗能狀況調研表示，以上污水處理廠2009年的單位水量電耗大約為0.469 kW·h/m3，大幅高于了國家的平均用電水平，節能的潛力相當大。

盡管面臨著很多現實的理論挑戰和技術挑戰，然而污水處理廠的節能高效運行，是實現污水處理可持續發展的至關重要的途徑，因此，在污水處理廠的改造與升級的過程中，我們必須要提出節能的運行要求，在充分利用原有建筑物的同時，經過對管理的科學執行，設備的合理應用，參數的優化控制，以及對技術的合理選擇，來實現污水處理系統的靈活實施，高效運行的結果。