2018A2/O工艺的原理与特点

3321908

　　摘要：通过厌氧环境的生化特性、厌氧/缺氧环境效应，系统地研究了A2/O工艺的原理和工艺特点。总结出：聚磷菌厌氧有效释磷水平的充分与否，并不是决定其在后续曝气条件下过度吸磷能力的充分必要条件。推进聚磷菌过度吸磷的本质动力与厌氧区HRT和厌氧环境的厌氧程度有关。
http://
　　关键词：污水处理; 脱氮; 除磷; A2/O工艺
　　1 前言
　　 常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧(A1)/缺氧(A2)/好氧(O)的形式，聚磷微生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力具有极端重要的意义，厌氧区可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。［1］但是，①由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际上只有一少部分经历了完整的释磷、吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于除磷是不利的；②由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的脱氮效果；③由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响，为了避免该影响而开发的一些新工艺(如UCT等)趋于复杂化；④脱氮工艺系统表现出良好的除磷能力。［2、3］因此，常规生物脱氮除磷工艺(A1/A2/O)布置的合理性值得进一步探讨。
　　 表1 污水和污泥的性质
　　 污水 污泥
　　COD（mg/L) 400-800 MLSS(g/L) 3.0-4.0
　　BOD5(mg/L) 150-450 VSS/SS 0.60-0.64
　　TN(mg/L) 45-65 N含量（mgN/gVSS) 110-130
　　TP(mg/L) 2.5-10.0 P含量（mgN/gVSS) 48-60
　　VFA(mg/L) 25-173 SVI 180-230
　　
　　2 试验结果与讨论
　　
　　2 1 厌氧环境及其对聚磷菌的影响
　　 ①试验采用2只完全相同的有机玻璃柱，有效体积均为30 L。柱1装有随中心轴一起转动的弹性立体填料，柱2不装填料，由搅拌桨搅拌。从总体上说，最重要的水解反应和发酵反应都是通过专性厌氧细菌进行的，同时由于专性厌氧细菌的生化效率很低，上述过程需要较长的水力停留时间。当 HRT ＝2.5 d时反应器的VFA浓度最高。
　　 当 HRT =2～3 h(这与生物除磷工艺厌氧区的HRT相近)，污水 COD 仅500mg/L左右。柱2完全为污水，其微生物数量较少，一定时间以后，随着微生物的增殖，VFA才出现明显下降。
　　 柱1存在兼性生物膜，致使其厌氧环境较柱2更为充分。当VFA较多时，低ORP水平促使柱1聚磷菌以更快的速率吸收VFA合成PHB，同时释放出磷酸盐。柱2基本上不存在这种竞争关系，故聚磷菌能长时间保持较高的释磷速率并最终在释磷总量上超过柱1从上述现象分析推动聚磷菌好氧过度吸磷的更本质动力，在一定范围内，聚磷菌在厌氧环境中的历时越长，环境的ORP越低，促进好氧吸磷的动力越大。
　　2.2 厌氧、缺氧环境倒置对聚磷菌的影响
　　 将常规生物脱氮除磷工艺系统的厌氧、缺氧环境倒置，可明显改善系统的氮磷脱除效果。从工程角度讲，A2/A1/O方式不仅具有较好的氮磷脱除能力，而且可能较传统脱氮除磷工艺更加简捷。工程上采取一定措施，使其污泥回流和内循环合并为一个回流系统是完全可能的，这对于开发简捷、高效的生物脱氮除磷工艺来说是十分有利的。
　　
　　2 3A2/O工艺的特点
　　 采用两个平行系统进行对比试验，系统1以倒置A2/O方式运行，系统2以常规A2/O方式运行。两系统的有效容积均为77.2 L，各区比例为2(A1):A1(A2):O＝1:1:2，二沉池水力停留时间为21h，非曝气区采用搅拌桨搅拌。
　　但值得注意的是，两系统的氮磷脱除功能有明显差异。系统1(倒置A2/O工艺)的出水TN是8.9mg/L，去除率为84.7%；系统2(常规A2/O工艺)的出水TN是14.9 mg/L，去除率为74.4%。系统1的TN去除率比系统2整整高出10%。同样还观察到，系统1的出水TP仅为0.67 mg/L，其TP去除率比系统2高出近9%。两系统出水水质的这种显著差异说明倒置A2/O工艺的氮磷脱除功能的确优于常规A2/O工艺。
　　3 结论
　　 ①短时厌氧区( HRT ＝2～3 h)并不能增加污水中VFA的量，在厌氧区设置填料将明显加剧该区VFA的消耗。
　　 ②聚磷菌厌氧有效释磷水平的充分与否，并不是决定其在后续曝气条件下过度吸磷能力的充分必要条件。而就系统的除磷效果而言，释磷可能属于一种不具备充分必要性的表面现象。
　　 ③把常规脱氮除磷系统的厌氧、缺氧环境倒置过来，可得到更好的脱氮除磷效果。其特点在于：a缺氧区位于厌氧区之前，硝酸盐在这里消耗殆尽，厌氧区ORP较低，有利于微生物形成更强的吸磷动力；b微生物厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，其在厌氧条件下形成吸磷动力可以得到更充分利用；c缺氧段位于工艺的首端，允许反硝化优先获得碳源，进一步加强了系统的脱氮能力。参考文献：［1］徐亚同污水的生物除磷［J］环境科学研究，1994，7(5)：1-6［2］刘至嘉提高曝气池MLSS浓度的生产性研究［J］给水排水，1993，19(8)［3］王小文、张雁秋，水污染控制工程[M].北京:煤炭工业出版社，2002
　　注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。