污水处理厂AAO工艺详述

A-A-O生物脱氮除磷工艺
相当多污水处理厂在去除BOD和SS同时, 还要求脱氮并去除磷。

此时, 应采取A-A-O 生物脱氮除磷工艺。

1、工艺原理及过程
A-A-O生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺综合。

在该工艺步骤内, BOD、SS和以多种形式存在氮和磷将一并被去除。

该系统活性污泥中, 菌群关键由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成, 专性厌氧和通常专性好氧菌群均基础被工艺过程所淘汰。

在好氧段, 硝化细菌将入流中氨氮及由有机氮氨化成氨氮, 经过生物硝化作用, 转化成硝酸盐; 在缺氧段, 反硝化细菌将内回流带入硝酸盐经过生物反硝化作用, 转化成氮气逸入大气中, 从而达成脱氮目; 在厌氧段, 聚磷菌释放磷, 并吸收低级脂肪酸等易降解有机物; 而在好氧段, 聚磷菌超量吸收磷, 并经过剩下污泥排放, 将磷去除。

在以上三类细菌均含有去除BOD作用, 但BOD去除实际上以反硝化细菌为主。

以上多种物质去除过程可直观地用图所表示工艺特征曲线表示。

污水进入曝气池以后, 伴随聚磷菌吸收、反硝化菌利用及好氧段好氧生物分解, BOD浓度逐步降低。

在厌氧段, 因为聚磷菌释放磷, TP浓度逐步升高, 至缺氧段升至最高。

在缺氧段, 通常认为聚磷菌既不吸收磷, 也不释放磷, TP保持稳定。

在好氧段, 因为聚磷菌吸收, TP快速降低。

在厌氧段和缺氧段, 氨氮浓度稳中有降, 至好氧段, 伴随硝化进行, 氨氮逐步降低。

在缺氧段, NO3－－N瞬间升高, 关键是因为内回流带入大量NO3－－N, 但伴随反硝化进行, 硝酸盐浓度快速降低。

在好氧段, 伴随硝化进行, NO3－－N浓度逐步升高。

2、工艺参数和影响原因
A-A-O生物脱氮除磷功效是有机物去除、脱氮、除磷三种功效综合, 所以其工艺参数应同时满足多种功效要求。

如能有效去除脱氮或除磷, 通常也能同时高效地去除BOD, 但除磷和脱氮往往是相互矛盾, 具体表现在一些参数上, 使这些参数只能局限在某一狭窄范围内, 这是A-A-O系统工艺控制较为复杂关键原因。

（1）F/M和SRT
完全生物硝化, 是高效生物脱氮前提, 所以F/M越低SRT越高, 脱氮效率越高, 而生除磷则要求高F/M低SRT。

A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活一个工艺, 能够以脱氮为关键,
也能够以除磷为关键, 当然也能够二者兼顾。

假如既要求一定脱氮效果, 也要求一定除磷效果, F/M通常控制在0.1～0.18kgBOD5/(kgMLVSS•d), SRT通常应控制在8～15天。

（2）水力停留时间
水力停留时间与进水浓度、温度等原因相关。

厌氧段水力停留时间通常在1～2小时范围; 缺氧段水力停留时间1.5～2小时; 好氧段水力停留时间通常应在6小时。

（3）内回流与外回流
内回流比r通常在200～500％之间, 具体取决于进水TKN浓度, 以及所要求脱氮效率, 通常认为, 300～500％时脱氮效率最好。

外回流比R通常在50～100％范围内, 在确保二沉池不发生反硝化及二次释放磷前提下, 应使R降至最低, 以免将大多NO3－－N带回厌氧段, 干扰磷释放, 降低除磷效率。

（4）溶解氧DO
厌氧段DO应控制在0.2mg/l以下, 缺氧段DO应控制在0.5mg/l以下, 而好氧段DO应控制在2～3mg/l之间。

（5）BOD/TKN与BOD/TP
对于生物脱氮来说, BOD/TKN应大于4.0, 而生物除磷则要求BOD/TP大于20。

假如不能满足上述要求, 应向污水中投加有机物。

为了提升BOD5/TKN值, 宜投加甲醇做营养源, 为了提升BOD/TP值, 宜投加乙酸等低级脂肪酸。

（6）PH和碱度
A-A-O生物除磷脱氮系统中, 污泥混合液PH应控制在7.0之上, 假如PH小于6.5时, 可提升碱度。

（7）温度影响
温度越高, 对生物脱氮越有利, 当温度低于15℃时, 生物脱氮效率将显著下降。

而当温度下降时, 则极可能对除磷有利。

（8）毒物及抑制物质
一些重金属离子、络合阴离子及部分有机物伴随工业废水入处理系统后, 假如超出一定浓度, 会造成活性污泥中毒, 会使一些生物活性受到抑制。

反硝化细菌和聚磷菌对毒物及抑制物质反应, 同传统活性污泥系统污泥基础一致, 其中毒或抑制剂量见下表。

与以菌类相
比, 硝化细菌更易受到毒物抑制。

部分对异养菌无毒物质会对硝化细菌形成抑制。

而同一个抑制物质, 在某一浓度水平下, 对异养菌无毒性, 而对硝化细菌却可能有抑制作用。

3、A-A-O生物脱氮除磷系统功效
A-A-O生物脱氮除磷工艺, 能够经过运行控制, 实现以除磷为关键。

此时除磷效率能够超出90％, 但脱氮效率会非常低。

假如运行控制以脱氮为关键, 则可取得80％以上脱氮效率, 而除磷往往在50％以下。

在运行良好时, 能够实现脱氮与除磷同时超出60％, 但要维持高效率脱氮同时, 高效率除磷是不可能。

运行中只能选择以二者之一为主, 若二者兼顾, 则效率都不高。

该工艺含有使出水TP小于2mg/l, TN小于9mg/l潜力, 但需良好设计与精心运行管理。

国外很多采取该工艺处理厂大多数以脱氮为主, 兼顾除磷; 假如出水中TP超标, 则辅以化学除磷方法。

4、A-A-O生物脱氮除磷系统工艺控制
（1）曝气系统控制
因生物除磷本身并不消耗氧, 所以A-A-O生物脱氮除磷工艺曝气系统控制与生物反硝化系统一致。

（2）回流污泥系统控制
控制回流比时, 应首先确保不使污泥在二沉池内停留时间过长, 造成反硝化或磷二次释放, 所以需要确保足够大回流比; 其次, 回流比不能太大, 以防过量NO3－－N浓度大于4mg/l, 必需降低回流比R。

单纯从NO3－－N对除磷影响来看, 脱氮越完全, NO3－－N对除磷影响越小。

运行人员需综合以上情况, 结合本厂具体特点, 确定出最好回流比。

（3）回流混合液系统控制
内回流比r与除磷关系不大, 所以r调整完全与反硝化工艺一致。

生物反硝化系统回流比r是一个关键控制参数。

首先r直接决定脱氮效率。

假设生物硝化效率和反硝化效率为100％, 即全部TKN均被硝化成NH3－－N, 回流至缺氧段全部NH3－－N均被反硝化为N2, 此时脱氮效率E DN为:
R+r
E DN= ×100％
1+ R+r
经试验r取100％、200％、300％、400％、500％五种情况分析, r越大, 系统总脱氮效率越高, 出水TN越低。

但从另一个方面来看, r太高, 对脱氮率有不利影响。

因为r太高, 经过内回流自好氧段带至缺氧段DO越多, 当缺氧段DO较高时, 会干扰反硝化进行, 使总脱氮率下降。

当DO高于0.5mg/l时, 会使反硝化停止, 实际脱氮率降为零。

另外, r太高, 还会使污水在缺氧段内实际停留时间缩短, 一样也使脱氮效率降低。

总而言之, 对于某一生物脱氮系统来说, 都存在一个最好内回流比, 在该r下运行, 脱氮效率最高。

运行人员应依据本厂实际情况, 探索调度出这个最好r值。

对于经典城市污水, 最好r值在300～500％之间。

（4）剩下污泥排放系统控制
剩下污泥排放宜依据SRT进行控制, 因为SRT大小直接决定该系统是以脱氮为主还是除磷为主。

当控制SRT在8～15d范围内, 通常现有一定除磷效果, 也能确保一定脱氮效果, 但效率都不会太高。

假如SRT＜8d, 除非温度尤其高, 不然硝化效率非常低, 自然也谈不上脱氮, 但此时除磷效率则可能很高。

假如控制SRT＞15d, 可能使硝化顺利时行, 从而得到较高脱氮效率, 但因为排泥太少, 排泥量仅是A-O除磷工艺几分之一, 即使污泥中含磷量很高, 也不可能得到太高除磷效率。

(5) BOD/TKN与BOD/TP
对于生物脱氮来说, BOD/TKN应大于4.0, 而生物除磷则要求BOD/TP大于20。

假如不能满足上述要求, 应向污水中投加有机物, 补充碳源不足。

（6）ORP控制
A-A-O生物脱氮除磷过程, 本质上是一系列生物氧化还原反应综合, 所以工艺控制较复杂。

多年来, 国外部分处理厂采取氧化还原电位ORP作为系统一个工艺控制参数, 收到了良好效果。

中国也已经有处理厂安装ORP在线测定仪表。

混合液中DO浓度越高, ORP值越高。

当混合液中存在NO3－－N时, 其浓度越高, ORP 值也越高; 而当存在PO43—P时, ORP则伴随PO43—P浓度升高而降低。

要确保良好脱氮除磷效果, 厌氧段混合液ORP应＜－250mv, 缺氧段宜控制在-100mv左右, 而好氧段则应控制在40mv以上。

在运行管理中, ①如发觉厌氧段ORP升高, 则预示着除磷效果已经或将降低。

应立刻分析ORP升高原因, 并采取对策。

假如回流污泥带入太多NO3－－N, 或因为搅拌强度太大产生空气复氧, 都会使ORP值升高; ②如发觉缺氧段ORP升高, 则预示内回流比太大, 混合液自好氧段带入缺氧段DO太多, 另外, 搅拌强度太大, 产生空气复氧, 一样也会使ORP升高;
③如发觉好氧段ORP降低, 则说明曝气不足, 使好氧段DO下降。

（7）PH控制及碱度核实
污泥混合液PH通常应控制在7.0之上, 假如PH＜6.5, 则应投加石灰, 补充碱源量。