A2O+膜超濾法在城市污水處理廠提標中的分析探究

李萍+陳盈

摘 要：國家發展改革委日前發布的《“十三五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》提出，到2020年底，我國將實現城鎮污水處理設施全覆蓋，城市污水處理率達到95%。如何在原有的4 000多家污水處理廠基礎上提標擴容，是城鎮污水處理廠面臨著的首要任務。文章主要以溫嶺市北城污水處理廠為例，對已改進污水處理工藝進行分析，探索污水處理提標成功的機理及經驗。

關鍵詞：A2O工藝 膜超濾 脫氮除磷 硝化 反硝化

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0103-02

溫嶺市政府“五水共治”3年目標中，在城鎮污水處理設施建設方面，計劃投資15.6億元，完成11座城鎮污水處理廠新建和擴建工程，新增污水處理能力12萬t/d，新建污水官網350 km，實現鎮鎮有污水處理廠，并全部達到《城鎮污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級A標準（簡稱一級A標準）。為此，溫嶺城鎮污水處理廠的廢水排放標準從原來一級B標準要提升為一級A標準，現北城污水處理廠利用PPP模式引入社會資本，率先在原來SBR工藝上進行改造成A/A/O+膜超濾工藝，規模由0.5萬m3/d擴容成1.0萬m3/d，已通過環保驗收，達到《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）中的4類標準。2016年浙江省委省政府要求省內所有污水處理廠在2017年底前達到一級A標準，因此北城污水廠的成功經驗，對其他城市污水處理有借鑒作用。

1 各種概念

1.1 A/A/Q工藝

AAO法又稱A2O法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一個字母的簡稱（厭氧—缺氧—好氧法）。生物池通過厭氧段、缺氧段、好氧段3個部分。在好氧段，硝化細菌將流入的氨氮，轉化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉化成氮氣逸入到大氣中；在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級脂肪酸等易降解有機物。

1.2 膜分離

從專業化角度出發，膜分離技術開始于20世紀初期，并且在20世紀60年代之后得到快速崛起。其工作原理在于運用膜自身所具有的選擇性分離特點，做到對料液的組分分離以及純化。將膜分離技術與傳統形式的過濾方式進行對比，不同之處在于膜能夠在相應的分子范圍之內實施有效分離。從某種程度上講，這個過程屬于物理過程，一般是不需發生相的變化或者是添加一定量助劑的。膜分離工作中，膜的孔徑屬于微米級，需要根據孔徑之間的差異性，劃分成反滲透膜、微濾膜、超濾膜以及納濾膜等；從材料角度出發，我們可以將其劃分成無機膜以及有機膜2種形式。

1.3 膜超濾

超濾主要是將壓力作為推動力開展膜分離工作的重要技術之一。其根本目的在于大分子以及小分子之間的分離，膜孔徑一般控制在20-1 000 A°。具體超濾工作期間，水溶液將會在相應的壓力推動之下，不斷流經膜表面，這種情況下，比膜孔小的溶劑（水）或者是小分子的溶質透水膜將會發展成凈化液（濾清液），而大于膜孔的溶質或者是溶質集團將會遭到截留，進而隨著水流被排出來，最終形成濃縮液。從專業化角度出發，超濾過程屬于一個動態化過濾過程，分離活動也是在流動化狀態之下進行的。

2 工藝特點

2.1 A2O工藝特點

（1）一般情況下，實際運行期間是不需要進行投藥的，所以說兩個A段僅僅需要輕微化攪拌就可以，需要堅持不增加溶解氧為度的原則，從而使其運行費用相對較低，已經得到了眾多污水處理廠的廣泛推廣與應用。

（2）實現厭氧、缺氧以及好氧3種環境條件、不同微生物菌群之間的有效配合，可以在一定程度上使其具備去除有機物以及脫氮除磷的作用。

2.2 膜超濾特點

（1）分離效果良好。因膜有著非常強的分離效果，將其與傳統形式的沉淀池分離效果進行比較，其效果要遠遠好于后者，通常情況下，經過出水處理之后的相關懸浮物或者是濁度往往會接近于0，而且大量細菌以及病毒等也會被大面積去除，保證出水能夠達到回用標準。

（2）分離能耗相對較低。一般情況下，膜分離的過程都是在常溫之下開展的，沒有必要進行加熱或者是冷卻，而且也不會出現相變情況，可以大大節省能耗。

（3）成本相對低廉。隨著膜企業規模擴大，生產成本將不斷降低，膜技術在市政污水處理的市場份額將顯著提升。

3 存在的問題及處置方法

3.1 脫氮

（1）在缺氧池中如COD濃度達不到一個定值，會影響除氮能力，須在缺氧池中投加碳源，提高反硝化脫氮能力。

（2）SBR池改為A/AO池，降低污泥負荷，延長好氧池曝氣時間，使氨氮能被充分硝化，從而達到降低出水氨氮濃度。

3.2 除磷

（1）由于反硝過程對PO-P有一定的需求，反硝化濾池進水保持適量濃度的PO-P對維系缺氧微生物生長并確保濾池具有高效反硝化性能極為重要，若反硝化濾池進水PO-P濃度：NO-N濃度小于一定值，則PO-P將成為影響反硝化濾池潛力的限制性因子。因此對于采用深度化學除磷與反硝化濾池聯用的工藝，應將反硝化濾池置于深度化學除磷工藝之前。

（2）原SBR工藝在厭氧區之前，回流污泥當中往往會含有較為豐富的NO，進而對厭氧環境造成嚴重破壞，而且也不利于聚磷菌釋磷。因僅存在于內循環，傳統工藝在排放過程中，僅僅有少數部分進行了完整化的釋磷以及吸磷操作，其余的則沒有經過厭氧狀態，從缺氧區直接進入到了好氧區中，將會嚴重影響系統除磷效果。新增一個混凝沉淀池，加入吸附劑去除污水中不可降解的CODCr和反硝化濾池中可能出現的過量碳源，加入除磷劑去除總磷，后再加入PAM增強絮凝效果，通過沉淀分離，從而實現CODC和總磷的去除。

3.3 除SS

新增超濾設備，利用膜分離技術，去除SS，使其濃度值近于0，水質達到無色透明，細菌和病毒被大幅去除。

4 應用優點

（1）此組合工藝出水水質優質穩定。

（2）硝化能力強，可同時進行硝化、反硝化，對含氮與含磷高的污水有著重要作用。

（3）操作管理方便，易于實現自動控制。為將來污水自動化控制打下基礎。

參考文獻

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