AO工艺设计参数

污水处理A/O工艺设计参数

1.HRT水力停留时间：硝化不小于5～6h；反硝化不大于2h，A段:O段=1:3

在 A／O工艺中，好氧池的作用是使有机物碳化和使氮硝化；缺氧池的作用是反硝

化脱氮，故两池的容积大小对总氮的去除率极为重要。A／O的容积比主要与该废

水的曝气分数有关。缺氧池的大小首先应满足NO3--N利用有机碳源作为电子供体，完成脱氮反应的需要，与废水的碳氮比，停留时间、回流比等因素相应存在一定的关系。借鉴于类似的废水以及正交试验，己内酷胺生产废水的A／0容积比确定在1：6左右，较为合适。

而本设计的A／ 0容积比为亚：2，缺氧池过大，导致缺氧池中的m（BOD）／m （NO3--N）比值下降，当比值低于1.0时，脱氮速率反趋变慢。另外，缺氧池过大，废水停留时间过长，污泥在缺氧池内沉积，造成反硝化严重，经常出现大块上浮死泥，影响后续好氧处理。后将A／O容积比按1：6改造，缺氧池运行平稳。

1.1、A/O除磷工艺的基本原理

A/O法除磷工艺是依靠聚磷菌的作用而实现的，这类细菌是指那些既能贮存聚磷(poly—p)又能以聚β—羟基丁酸(PHB)形式贮存碳源的细菌。在厌氧、好氧交替条

件下运行时，通过PHB与poly—p的转化，使其成为系统中的优势菌，并可以过

量去除系统中的磷。其中聚磷是若干个基团彼此以氧桥联结起来的五价磷化合物，亦被称为聚磷酸盐，其特点是：水解后生成溶解性正磷酸盐，可提供微生物生长繁殖所需的磷源；当积累大量聚磷酸盐的细菌处于不利环境时，聚磷酸盐可分解释放能量供细菌维持生命。聚β—羟基丁酸是由多个β—羟基丁酸聚合而成的大分子聚

合物，当环境中碳源物质缺乏时，它重新被微生物分解，产生能量和机体生长所需要的物质。这一作用可分为两个过程：厌氧条件下的磷释放过程和好氧条件下的磷吸收过程。

厌氧条件下，通过产酸菌的作用，污水中有机物质转化为低分子有机物(如醋酸等)，聚磷菌则分解体内的聚磷酸盐释放出磷酸盐及能量，同时利用

水中的低分子有机物在体内合成PHB，以维持其生长繁殖的需要。研究发现，厌

氧状态时间越长，对磷的释放越彻底。

好氧条件下，聚磷菌利用体内的PHB及快速降解COD产生的能量，将污水中的磷

酸盐吸收到细胞内并转变成聚磷贮存能量。好氧状态时间越长，对磷的吸收越充分。由于好氧状态下微生物吸收的磷远大于厌氧状态下微生物释放出的磷，随着厌氧—好氧过程的交替进行，微生物可以在污泥中形成稳定的种类并占据一定的优势，磷就可以通过系统中剩余污泥的排放而去除(见图1)。

图1 A/O除磷工艺中P、BOD降解曲线

研究发现：同时进行生物脱氮除磷工艺难以达到理想效果，因而A/O除磷工艺已经在城市污水处理的生产运行中被广泛使用。

1.2、停留时间的控制

污水在系统中停留的时间越长，投资越大，运行成本也越高，合理地控制污水在系统中的停留时间对实际生产应用十分重要。

A、厌氧段停留时间

磷的过量摄取与磷的释放量关系很大，一般来说，释放越彻底，则好氧段磷的吸收越充分。但是，如果要使磷的厌氧释放比较彻底，则需提高厌氧段停留时间，这样一方面要增加造价，另一方面还会发生磷的无效释放，因

此，确定适当的厌氧段停留时间是很重要的。图2是污水在厌氧状态下的磷释放曲线，图中四条曲线分别表示厌氧进水处不同TP浓度时TP随t的变化。可以看到，污水在厌氧段停留2 h左右就可以使磷的释放达到一定程度，此后磷的释放很缓慢。

图2 厌氧释磷与停留时间关系

B、好氧段停留时间

好氧段停留时间对于除磷也是一个较为重要的参数。磷在好氧段的吸收受到吸收速率与吸收量等很多因素的限制。但一般来说，在好氧段停留2.5～3 h后总磷一般可以降到1 mg/L以下，3.0～4.0 h后降到0.5 mg/L以下(见图3)。图中四条曲线分别表示好氧段进水处不同TP浓度时TP随t的变化。

图3 好氧吸磷与停留时间关系

因此，一般情况下好氧段停留时间保持在3.0～4.0 h为宜，有时考虑到有机物的降解与去除，适当延长停留时间到4.0～5.0 h，就可以基本保证出水水质。

从以上分析中可以看出，厌氧、好氧段停留时间比在1∶2～1∶2.5比较适宜。

C、二沉池停留时间

二沉池的停留时间由下式确定：

t=AH/Q

式中H —二沉池有效水深，m

A—二沉池表面积，m2

Q—污水最大日平均时进水量，m3/h

但在实际运行时可适量通过污泥回流比进行调节。加大回流则t缩短，减少回流则t延长。在A/O除磷工艺系统中，对二沉池的停留时间应严格控制，否则将会由于停留时间过长而导致磷在二沉池及剩余污泥处理系统中过量释放，从而影响除磷效果。为了确定合理的停留时间，在A/O池出口处对混合液磷的释放进行一段时间的释磷测试，结果见表1。

表1 A/O池出口处混合液的磷释放测试结果mg/L

t(h) 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 8.0 24.0 48.0 TP0

TP

0.03 0.05 0.11 0.34 1.06 1.53 4.10 5.80 7.50 8.20 4.94

0.02 0.03 0.04 0.38 1.77 2.49 5.01 7.20 8.00 8.60 7.77

0.03 0.04 0.39 0.74 2.18 2.53 5.17 6.60 7.50 8.80 5.69

0.02 0.03 0.21 0.52 1.74 1.90 4.82 6.20 7.30 8.56 14.8 22.2 7.86

0.02 0.11 0.52 1.54 4.06 6.61 8.35 11.8 21.3 5.60

0.03 0.23 0.53 1.75 4.37 7.86 9.00 14.5 25.6 5.98

注t——混合液静沉时间 TP——上清液总磷浓度 TP0——进水总磷浓度

通过测试发现，污泥在缺少营养物质条件下(简称为缺养条件)磷的释放完全不同于

在营养物质丰富条件下(简称为富养条件)磷的释放。前者进行较缓慢，同样处于厌

氧状态，缺养条件下磷的释放在开始2 h内进行得特别缓慢，之后释放速度逐渐加快，至完全释放需要很长时间；后者进行比较快，在富养条件下磷的释放一开始就很快，经过2 h左右便达到最佳的完全释放状态。可以认为：污水在二沉池的短暂

停留不会造成磷的大量释放，影响除

磷效果。在A/O生物除磷工艺中，二沉池的停留时间可以控制在2 h左右2.污泥

回流比：30～100%,具体根据污泥生长所处阶段确定，保证污泥浓度在

设计浓度左右

混合液回流比：300～400%，混合液回流主要目的是将硝化作用下产生的氨氮送

到A段进行反硝化，生成氮气，从而降低总排水氨氮浓度。所以回流比除要调节

平衡污泥浓度外，还有促进反硝化反应顺利进行的目的。

回流比（R）也是A／O系统运行中的一个重要控制参数，包括混合液回流比（R）和污泥回流比（r）。混合液回流的作用是向缺氧池提供硝态氮. 作为反硝化的电子

受体；污泥回流的作用主要是保持系统的污泥平衡。

前置反硝化A／O工艺要求大部分混合液回流到缺氧池，以确保反硝化的正常进行，因此回流比的大小直接影响系统的脱氮效果。回流比太小，则出水NO3－-N偏高，大部分硝态氮随终沉池出水流出；无足够的硝态氮供反硝化，势必影响脱氮效率，且废水中有机碳源不能充分利用。一般认为回流比越大，脱氮效率越高，其实不然，当回流比过高，则不仅多耗费动力，还会因回流量增加，导致缺氧池中m（BOD5）／m（NO3--N）比值下降，若低于1.0时，脱氮速率反趋变慢。我们分别在回流比在2，3，4三种情况下进行运行比较，当回流比控制在4时，去降率可达到

91.3％，脱氮效果好。

3.反硝化段碳/氮比：BOD5/TN>4，理论BOD消耗量为1.72gBOD/gNOx--N

4.硝化段的TKN/MLSS负荷率（单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮）：<0.05KgTKN/KgMLSS·d

5.硝化段污泥负荷率：BOD/MLSS<0.18KgBOD5/KgMLSS·d