浅议分段进水两级AO工艺脱氮除磷的优化

浅议分段进水两级AO工艺脱氮除磷的优化

摘要：相较于常规的污水生物处理工艺，分段进水两级A/O工艺可以节约大量的能源，并且脱氮除磷的效果较好。本文在对分段进水两级A/O工艺进行阐述的基础上，就如何对其进行优化提出了自己的建议，以期为同步提高生物脱氮除磷效率提供新的思路。

关键词：分段进水两级A/O工艺脱氮除磷优化

随着经济的发展和人口的膨胀，水体的富营养化问题日益突出。富营养化是一种氮、磷等植物营养物质在水体中超量所引起的水质污染现象，它会导致水体含氧化急剧下降、导致水生生物的大量死亡、恶化水源水质和增加水处理的难度。分段进水两级A/O工艺具有处理能耗小、管理成本低且可以有效去除污水中氮磷的特点，为我国中小城市污水处理厂的建设运行提供了一条可行的路线。

1、分段进水两级A/O工艺的理论分析

废水的生物脱氮是在传统的二级生物处理将有机氮转化为氨氮的基础上，通过硝化细菌及反硝化细菌的作用，将氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮并最终转化为氮气，从而达到脱氮的目的。如果每个A/O周期的污染物去除效率为E，那么n 个周期后氮的去除率为：，其中为污染物总处理效率，n为A/O工艺周期的个数，E为每个A/O周期污染物处理效率。

分段进水两级A/O工艺除磷是通过生物细胞自身用于生长合成再经剩余污泥排放去除、PO43-形成沉淀及聚磷菌生物除磷等途径去除。通过生物细胞自身用于生长合成再经剩余污泥排放去除而引起的磷的去除率为：，其中为剩余污泥的排放而引起的磷的去除，b为剩余污泥的含磷率，为剩余污泥的MLSS浓度，为剩余污泥的排放量，为进水TP，Q为进水水量。

2、分段进水两级A/O工艺脱氮除磷的优化

2.1 分段进水两级A/O工艺流程

本文所设计的分段进水两级A/O工艺流程图如图1。

部分原水与回流活性污泥进入缺氧池1，其中有较高的污泥浓度，通过搅拌器的不断搅动来加速污泥和原水的充分快速融合；经过缺氧池1的水，从其底部进入好氧池1，污泥在曝气装置的作用下与废水充分接触，以达到去除COD的目的；一部分新鲜污水和好氧池1处理过的水一并进入缺氧池2，新鲜污水可以在不外加碳源的情况下为氮的去除提供碳源，并降低进水负荷；在好氧池2中进行硝化反应和COD的去除，同时在前区未被降解的污染物在好氧区2进一步处理，优化了污水的处理效果，提高了污水处理的效率；二沉淀的作用是进行泥水分离，使处理后的水得以排出，并能浓缩污泥，有利于污泥的回流。

2.2 分段进水两级A/O工艺的影响因素

影响分段进水两级A/O工艺的因素较多，其中比较重要的是：（1）温度对消化细菌的繁殖速度和活性具有很大的影响，一般认为硝化反应的适宜温度为15～35℃，低温对硝化菌的抑制作用很强，因此实际操作中应该将温度控制在15～25℃之间。（2）硝化反硝化时最佳pH值为7.5左右，实际操作中pH值应该控制在6.9～7.5之间，使得硝化反应能够得以顺利进行。（3）DO对系统的影响主要表现在对缺氧区反硝化的影响，因此实际操作中在好氧区控制DO在1.5～2.9mg/L之间，在缺氧区控制DO在0.5mg/L之下。（4）随着污泥负荷的增加，系统对污染物的去除能力在不断的降低，当污泥负荷为0.3kgCOD/kgMLSS·d时，出水已经不能满足一级排放标准，因此建议分段进水两级A/O工艺的最大污泥负荷采用0.3kgCOD/kgMLSS·d。（5）当分段进水两级A/O工艺进水比例Q1：Q2=2：1时的出水效果，优于Q1：Q2=1：1的出水效果。（6）分段进水两级A/O 工艺氨氮的去除率在80%以上，总氮的去除率在70%以上，抗冲击负荷的能力较强。（7）系统对磷的去除效果一般，主要是由于生物脱氮和除磷是由两类完全不同的细菌来执行的，生化过程也是完全不同的，它们对环境因素的要求各异，使得同步提高脱氮除磷效率难以协调。因此可以在后续处理过程中，通过投加除磷药剂（聚铝、聚铁、聚铝铁等）的方式使磷得以去除。（8）分段进水两级A/O 工艺的污泥SVI一般在l00ml/g，沉降性能良好。污泥中缘毛目较多，菌胶团活力强，这表明污水的处理效果良好，出水BOD5和浊度低。

2.3 分段进水两级A/O工艺脱氮除磷的优化建议

根据研究，本文笔者提出了如下几点优化建议：（1）分段进水两级A/O工艺采用Q1：Q2=2：1的比例进水，污泥的回流比为50%。（2）对该工艺进行生物除磷的研究，以提高系统的除磷效率，争取脱氮除磷能同时进行，并达到较好的出水效果。（3）为提高出水水质，可以采用（A/O）n工艺，其中n可以根据具体水质、具体要求选择2，3，4，5......等。（4）进一步对氮在系统中的迁移转化规律进行深入研究，以便更深入的了解同步硝化和反硝化的去除机理，进一步提高系统的脱氮效果。

3、结语

分段进水两级A/O工艺具有如下特点：COD的平均去除率在90%以上，能够更高效的去除COD；氨氮的去除率在80%以上，总氮的去除率在70%以上，脱氮效率高；能耗低，降低运行成本；可承受水质变化和避免冲击负荷的影响；运行方式比较灵活；污泥的活性较好，出水水质稳定；池容小，投资基建费用少；有机物的去除速率比较快。研究表明，分段进水两级A/O工艺具有较高的实际应用价值，值得在中小城市的污水处理厂中大力推广。

参考文献

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