关于A2O工艺的简介
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A2O工艺的概述及原理-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KIIA2O工艺的概述及原理A2O是Anaeroxic-Anoxic-Oxic的英文缩写,A2O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的综合。
工作原理其工艺流程图如下图,生物池通过曝气装置、推进器(厌氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厌氧段、缺氧段、好氧段。
、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。
A2O生物在该工艺流程内,BOD5脱氮除磷系统的活性污泥中,菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。
在好氧段,硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入到大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷除去。
工艺特点(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和种类微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
(2)在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中,该工艺流程最为简单,总的水力停留时间也少于同类其他工艺。
(3)在厌氧—缺氧—好氧交替运行下,丝状菌不会大量繁殖,SVI一般小于100,不会发生污泥膨胀。
(4)污泥中磷含量高,一般为2.5%以上。
A2O工艺各反应池的单元功能及其存在的问题各反应器的功能1、厌氧反应器,原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入,本反应器主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化;2、缺氧反应器,首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为2Q(Q为原污水流量);3、好氧反应器——曝气池,这一反应单元是多功能的,去除BOD,硝化和吸收磷等均在此处进行。
流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。
污水处理A2O工艺污水处理A2O工艺是一种高效的生物处理工艺,主要用于处理城市污水和工业废水中的有机物和氮、磷等污染物。
A2O工艺的全称是Anaerobic-Anoxic-Oxic工艺,即厌氧-缺氧-好氧工艺。
A2O工艺的处理过程主要包括三个阶段:厌氧反应器、缺氧反应器和好氧反应器。
在厌氧反应器中,有机物被厌氧细菌分解成有机酸和气体,产生的气体主要是甲烷和二氧化碳。
在缺氧反应器中,有机酸被缺氧细菌进一步降解,并转化为挥发性脂肪酸和氨氮。
在好氧反应器中,挥发性脂肪酸被好氧细菌氧化为二氧化碳和水,并同时进行氨氮的氧化和磷的沉淀。
A2O工艺的优点有以下几个方面:1. 高效处理:A2O工艺通过合理的工艺设计和优化,能够高效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物,使出水达到国家排放标准。
2. 占地面积小:A2O工艺相比传统的处理工艺,具有占地面积小的特点,能够节省土地资源。
3. 运行成本低:A2O工艺在运行过程中,由于利用了厌氧发酵产生的甲烷气体,可以自给自足,减少了外部能源的消耗,降低了运行成本。
4. 适应性强:A2O工艺对水质变化具有较强的适应性,能够适应不同水质和水量的处理需求。
然而,A2O工艺也存在一些挑战和注意事项:1. 水质波动:由于城市污水和工业废水的水质具有一定的波动性,A2O工艺对于水质的变化较为敏感,需要进行合理的调控和运行管理。
2. 气味控制:A2O工艺在处理过程中会产生一定的气味,需要采取相应的措施进行控制,以减少对周边环境和居民的影响。
3. 污泥处理:A2O工艺产生的污泥需要进行合理的处理和处置,以减少对环境的影响。
综上所述,污水处理A2O工艺是一种高效、节能、占地面积小的生物处理工艺,能够有效去除污水中的有机物、氮、磷等污染物,达到国家排放标准。
然而,在实际应用中需要注意水质波动、气味控制和污泥处理等问题,以确保工艺的稳定运行和环境的安全。
污水处理A2O工艺一、引言污水处理是保护环境、维护公共卫生和可持续发展的重要环节。
A2O工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic Process)是一种高效的污水处理工艺,通过综合利用厌氧、缺氧和好氧环境,能够有效去除污水中的有机物和氮磷等污染物,达到环境排放标准。
本文将详细介绍A2O工艺的原理、工艺流程、主要设备以及运行管理等方面的内容。
二、原理A2O工艺是一种组合工艺,包括厌氧、缺氧和好氧三个阶段。
厌氧阶段主要通过厌氧菌的作用将有机物转化为挥发性脂肪酸和甲烷等产物。
缺氧阶段则利用缺氧条件下的异养菌将挥发性脂肪酸转化为无机物和有机物。
好氧阶段则是利用好氧条件下的氧化菌将有机物和氮磷等污染物氧化为无机物和气体,实现最终的污水处理效果。
三、工艺流程1. 预处理:将进水污水经过格栅、砂池等预处理设备去除较大的悬浮物和沉淀物。
2. 厌氧池:将预处理后的污水引入厌氧池,利用厌氧菌分解有机物,产生挥发性脂肪酸和甲烷等产物。
3. 缺氧池:将厌氧池出水引入缺氧池,利用缺氧条件下的异养菌将挥发性脂肪酸转化为无机物和有机物。
4. 好氧池:将缺氧池出水引入好氧池,利用好氧条件下的氧化菌将有机物和氮磷等污染物氧化为无机物和气体。
5. 沉淀池:将好氧池出水引入沉淀池,通过沉淀将污水中的悬浮物和沉淀物进一步去除。
6. 混凝剂投加:在沉淀池中投加混凝剂,促使残余悬浮物和胶体物质凝聚沉淀。
7. 滤料池:将沉淀池出水引入滤料池,通过滤料的过滤作用进一步去除污水中的微小颗粒和胶体物质。
8. 消毒:对滤料池出水进行消毒处理,确保出水的卫生安全。
9. 出水:经过以上处理后,最终的出水达到环境排放标准,可安全地排放到自然水体或进行二次利用。
四、主要设备1. 格栅:用于预处理过程中去除污水中的较大悬浮物和固体物质。
2. 厌氧池:提供良好的厌氧环境,利用厌氧菌分解有机物。
3. 缺氧池:提供缺氧环境,利用异养菌将挥发性脂肪酸转化为无机物和有机物。
A2O工艺的概述及原理A2O工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic)是一种生物处理废水的工艺,通过利用厌氧、缺氧和好氧条件下的微生物催化和生物反应,高效地去除废水中的有机物和氮磷等污染物。
它是一种节能、高效的废水处理方式,并且操作简单、维护成本低,因此在市政污水处理厂和工业废水处理中得到广泛应用。
A2O工艺的主要原理是根据微生物的氧气需求特性,在好氧、缺氧和厌氧条件下,利用不同种类的微生物共同协作,完成废水中有机物和氮磷等污染物的去除过程。
A2O工艺通常由三个区域组成:厌氧区(Anaerobic Zone)、缺氧区(Anoxic Zone)和好氧区(Oxic Zone)。
厌氧区是指没有氧气存在的区域,微生物在这里进行厌氧呼吸,有机物被分解生成甲烷和二氧化碳。
厌氧区通常设置在A2O工艺的最前端,用来分解和降解废水中的有机物。
缺氧区是指存在一定氧气浓度但无氧气的区域,微生物在这里进行缺氧呼吸,利用废水中的硝酸盐、硝态氮和硫酸盐作为电子受体,使氨氮和硝酸盐还原为氮气。
缺氧区的主要功能是除去废水中的氮磷等营养物质,防止废水引起水体富营养化的问题。
好氧区是指存在足够氧气的区域,微生物在这里进行好氧呼吸,废水中的有机物和氮磷等污染物在氧气的作用下被氧化分解为水、二氧化碳和氮气等无害物质。
好氧区的主要功能是进一步降解废水中的有机物,提供氧气供给微生物进行氧化反应。
A2O工艺的特点是在一套工艺系统中引入了多种微生物群落,使其具有良好的适应性和鲁棒性,能够适应不同水质和负荷条件下的废水处理。
同时,A2O工艺还具有能耗低、处理效果好、操作简单等优点。
由于A2O工艺中的厌氧区和缺氧区的引入,使得废水处理的效果更好,除去有机物和氮磷等污染物更加彻底。
总结起来,A2O工艺是一种通过厌氧区、缺氧区和好氧区的结合作用,在不同条件下利用不同种类的微生物催化和生物反应,对废水中的有机物和氮磷等污染物进行高效去除的工艺。
污水处理A2O工艺一、引言污水处理是保护环境和人类健康的重要环节。
A2O工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic)是一种常用的污水处理工艺,通过利用厌氧、缺氧和好氧三个阶段的反应,有效去除污水中的有机物、氮和磷等污染物。
本文将详细介绍A2O工艺的原理、工艺流程、操作要点以及优缺点。
二、A2O工艺原理A2O工艺是一种生物膜法污水处理工艺,主要基于微生物的代谢和生物降解作用。
其原理如下:1. 厌氧阶段:在厌氧池中,厌氧菌通过厌氧呼吸分解有机物质,产生甲烷和二氧化碳。
同时,厌氧菌还能将硝酸盐还原为氮气,并将硫酸盐还原为硫化物。
2. 缺氧阶段:在缺氧池中,厌氧菌进一步分解有机物质,产生酸、醇和氨氮等物质。
此阶段主要是为了控制氮的去除,通过限制氧气供应,使厌氧菌无法将氨氮氧化为亚硝酸盐。
3. 好氧阶段:在好氧池中,好氧菌利用氧气将有机物质氧化为二氧化碳和水,并将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。
此阶段主要是为了控制氮和磷的去除,通过添加外源碳源和磷酸盐,促进好氧菌的生长和活性。
三、A2O工艺流程A2O工艺的处理流程一般包括预处理、初沉池、厌氧池、缺氧池、好氧池、沉淀池和消毒等环节。
具体流程如下:1. 预处理:将进水污水进行初步处理,去除大颗粒悬浮物、沉淀物和油脂等杂质。
2. 初沉池:将预处理后的污水引入初沉池,通过重力沉淀,使悬浮物沉淀到底部形成污泥。
3. 厌氧池:将初沉池出水引入厌氧池,提供适宜的温度和厌氧条件,利用厌氧菌分解有机物质,产生甲烷和二氧化碳。
4. 缺氧池:将厌氧池出水引入缺氧池,通过限制氧气供应,控制氮的去除,阻止氨氮氧化为亚硝酸盐。
5. 好氧池:将缺氧池出水引入好氧池,提供充足的氧气,利用好氧菌将有机物质氧化为二氧化碳和水,并将亚硝酸盐氧化为硝酸盐。
6. 沉淀池:将好氧池出水引入沉淀池,通过重力沉淀,使生物膜和悬浮物沉淀到底部形成污泥。
7. 消毒:将沉淀池出水进行消毒处理,杀灭残留的细菌和病原微生物,确保出水符合排放标准。
污水处理A2O工艺污水处理A2O工艺是一种常用的污水处理工艺,它采用了活性污泥法和厌氧-好氧-好氧(A2O)的组合工艺,能够高效地去除污水中的有机物和氮磷等污染物,达到环保排放标准。
一、工艺原理A2O工艺是将厌氧污泥和好氧污泥结合起来进行处理的工艺。
整个工艺分为三个阶段:厌氧阶段、好氧阶段和好氧阶段。
1. 厌氧阶段:在这个阶段,污水进入到厌氧池中,厌氧池中的厌氧菌通过分解有机物产生氨氮和硝酸盐,同时释放出一些有机酸和气体。
2. 好氧阶段:在好氧阶段,污水进入到好氧池中,好氧池中的好氧菌利用有机酸和氨氮进行氧化反应,将有机物和氨氮转化为氮气和二氧化碳。
同时,好氧池中的好氧菌还能够去除部分磷。
3. 好氧阶段:在第二个好氧阶段,进一步去除残留的有机物和氮磷等污染物,使污水的水质达到排放标准。
二、工艺优点1. A2O工艺具有处理效果好的优点,能够高效去除污水中的有机物和氮磷等污染物,使出水水质达到环保排放标准。
2. A2O工艺的处理过程中,产生的污泥量相对较少,减少了后续处理的成本。
3. A2O工艺的运行成本较低,对设备要求不高,操作简便,维护方便。
4. A2O工艺对负荷波动的适应能力较强,能够适应不同季节和不同时间段的污水处理需求。
5. A2O工艺的出水水质稳定,具有较好的稳定性和可靠性。
三、工艺应用A2O工艺广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农村生活污水处理等领域。
它可以处理不同规模的污水,适用于不同水质和水量的处理要求。
四、工艺改进为了进一步提高A2O工艺的处理效果,可以采取以下改进措施:1. 优化好氧池和厌氧池的比例,根据实际情况调整好氧池和厌氧池的容积比,以达到更好的处理效果。
2. 引入一些新的辅助设备,如曝气系统、混合系统等,提高氧气传递效率和混合效果,进一步提高处理效果。
3. 加强对污泥的处理和回收利用,通过污泥浓缩、脱水等工艺,将污泥的含水量降低,提高污泥的干固含量,实现污泥的资源化利用。
2.3 A2O工艺(厌氧缺氧好氧工艺)2.3.1 A2O工艺原理A2O工艺是脱氮除磷工艺,英文缩写:Anaerobic-Anoxic-Oxic,即厌氧-缺氧-好氧生物处理工艺。
其工艺特点是生化系统内进行两段回流,其一:污水进图好氧池进行硝化反应,经过好氧硝化的混合液回流至前端的缺氧池,进行反硝化,将硝酸盐和亚硝酸盐还原为氮气,从而达到脱氮的目的,缺氧段要控制DO<0.5mg/L,由于兼氧脱氮菌的作用;其二:二沉池污泥回流至厌氧段,此部分回流主要进行两个反应,污泥厌氧消化和厌氧释磷,在厌氧段释放的磷,进入后续处理,经过污泥吸附,与剩余污泥一起排出系统外,在厌氧状态下DO<0.3mg/L,污水中的磷,由聚磷菌的作用被释放出来,在好氧状况下又将其吸收,最后以剩余污泥的形式排出系统。
首段厌氧池,其主要功能是释放磷,原水流入及从二沉池回流的含磷污泥,使污水中磷的浓度升高,溶解性有机物被厌氧微生物吸收而使污水中BOD5浓度下降;另外,细胞的合成会消耗部分污水中的氨氮,使污水中氨氮浓度下降,但整体系统的氨氮含量是没有变化的。
在缺氧池中,反硝化菌利用污水中的有机物作碳源,将回流混合液中带入的大量的硝酸根和亚硝酸根还原为N2释放至空气,因此氨氮浓度大幅度下降。
在好氧池中,有机物被微生物生化降解,BOD5大幅下降,好氧处理也是去处有机物最有效的方法;有机氮被氨化,继而被硝化,使氨氮转化为硝态氮,随着硝化过程使硝态氮的浓度增加,在厌氧段释放的磷也被污泥吸附。
所以,A2O 工艺它可以同时具有有机物去除及脱氮除磷功能。
在好氧池的活性污泥中能积累磷的微生物,可以大量吸收溶解性磷,把它转化成不溶性多聚正磷酸盐在体内贮存起来,最后通过排放剩余污泥达到系统除磷的目的。
见A2O处理工艺流程。
2.3.2 A2O工艺特点1、污染物去除效率高,运行稳定,有较好的耐冲击负荷。
2、在厌氧、缺氧、好氧环境下交替运行,有利于抑制丝状菌的膨胀,改善污泥的沉降性能。
A2/O工艺是将厌/好氧除磷系统和缺氧/好氧脱氮系统相结合而成,是生物脱氮除磷的基础工艺,可同时去除水中的BOD、氮和磷。
工艺为:原水与从沉淀池回流的污泥首先进入厌氧池,在此污泥中的聚磷菌利用原污水中的溶解态有机物进行厌氧释磷;然后与好氧末端回流的混合液一起进入缺氧池,在此污泥中的反硝化菌利用剩余的有机物和回流的硝酸盐进行反硝化作用脱氮;脱氮反应完成后,进入好氧池,在此污泥中的硝化菌进行硝化作用将废水中的氨氮转化为硝酸盐同时聚磷菌进行好氧吸磷,剩余的有机物也在此被好氧细菌氧化,最后经沉淀池进行泥水分离,出水排放,沉淀的污泥部分返回厌氧池,部分以富磷剩余污泥排出。
厌氧厌氧释磷缺氧反硝化细菌反硝化脱氮好氧硝化细菌硝化作用生成硝酸盐;聚磷菌好氧吸磷a.本工艺特点(1)本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱N除P工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺;(2)在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,无污泥膨胀之虞,SVI值一般均小于100;(3)污泥中含P浓度高,一般为2.5%以上,具有很高的肥效;(4)运行中勿需投药,两个A段只用轻缓搅拌,以不增加溶解氧为度,运行费用低;(5)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合,能同时具有去除有机物、脱N除P的功能;(6)脱N效果受混合液回流比大小的影响,除P效果则受回流污泥中夹带DO和硝酸态氧的影响,因而脱N除P效率不可能很高。
b.存在问题(1)厌氧区居前,回流污泥中带有大量的硝酸根,破坏厌氧环境,对厌氧区聚磷菌厌氧释磷不利;(2)缺氧区处于系统中间,反硝化脱氮C源供给不足,使系统脱氮受限;(3由于存在内循环,常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际中只有一部分经历了完整的释P、吸P过程,其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧进入好氧区,这对系统除P不利。
A2O是Anaeroxic-Anoxic-Oxic的英文缩写,A2O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的综合。
污水处理A2O工艺一、概述污水处理A2O工艺是一种高效、节能的污水处理工艺,其全称为Anaerobic-Anoxic-Oxic工艺,即厌氧-缺氧-好氧工艺。
该工艺通过多级处理单元的组合,将污水中的有机物质和氮磷等污染物进行有效去除,达到环境排放标准。
二、工艺流程1. 厌氧池(Anaerobic Tank):在厌氧条件下,有机物质通过厌氧发酵分解成甲烷和二氧化碳。
这一步骤可以有效减少有机物质的负荷,降低后续处理单元的压力。
2. 缺氧池(Anoxic Tank):在缺氧条件下,通过硝化反硝化作用,将污水中的氮磷等无机污染物去除。
硝化作用将氨氮转化为亚硝酸盐,反硝化作用将亚硝酸盐还原为氮气释放到大气中。
3. 好氧池(Oxic Tank):在好氧条件下,利用活性污泥中的好氧微生物,将有机物质进行氧化降解。
好氧微生物通过吸附、吸附-降解和微生物膜等方式,将污水中的有机物质转化为生物胞体和二氧化碳等无害物质。
4. 沉淀池(Sedimentation Tank):经过好氧池处理后的污水进入沉淀池,通过重力沉淀,使污水中的悬浮物沉淀到底部,形成污泥。
5. 污泥处理系统:沉淀池中产生的污泥经过浓缩、脱水、消化等处理,得到稳定的污泥产物,可用于肥料制备或者能源回收。
三、工艺特点1. 高效节能:A2O工艺采用多级处理单元的组合,充分利用了不同微生物的特点,提高了有机物质和氮磷等污染物的去除效率。
同时,通过合理的氧化还原条件控制,减少了能耗。
2. 占地面积小:A2O工艺的多级处理单元可以紧凑布置,减少了占地面积。
这对于城市污水处理厂等空间有限的场所非常适合。
3. 操作维护简单:A2O工艺采用了成熟的生物处理技术,操作维护相对简单。
只需要对各处理单元的运行参数进行监测和调整,即可保证工艺的稳定运行。
4. 适应性强:A2O工艺对不同水质和水量的适应性较强。
可以根据实际情况进行工艺调整,以适应不同的处理要求。
四、工艺应用污水处理A2O工艺广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂等场所。
A2/O工艺 A2/O工艺亦称A-A-O工艺,是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(生物脱氮除磷)。
按实质意义来说,本工艺称为厌氧-缺氧-好氧法,生物脱氮除磷工艺的简称。
A2/O工艺是流程最简单,应用最广泛的脱氮除磷工艺。
污水首先进入厌氧池,兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成挥发性脂肪酸VFAs。
回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解,此为释磷,所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存,另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs,并在体内储存PHB(聚-β-羟丁酸)。
进入缺氧区,反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮,接着进入好氧区,聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外,主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖,并主动吸收环境中的溶解磷,此为吸磷,以聚磷的形式在体内储存。
污水经厌氧,缺氧区,有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低,有利于自养的硝化菌的生长繁殖。
最后,混合液进入沉淀池,进行泥水分离,上清液作为处理水排放,沉淀污泥的一部风回流厌氧池,另一部分作为剩余污泥排放。
本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺,总的水力停留时间少于其他同类工艺。
而且在厌氧-缺氧-好养交替运行条件下,不易发生污泥膨胀。
1.由于 A2/O 工艺诞生于上世纪 80 年代,在这期间污水的水质发生了变化,
污染物组成成分也发生了变化,同样脱氮除磷的要求和标准也发生了变化,因此,原有的推荐设计运行参数就显得相对保守,不能全部适应时代的发展。
2.同时,在过去的 30 年中,自动控制水平及在线监测仪表技术也有了长足的
发展,如何将现有的仪器仪表用于 A2/O 的自动运行监测控制以实现适应水质变化的自动控制运行,目前还缺乏相应的研究。
a2/o污水处理系统工艺流程(图1)
a2/o污水处理系统工艺流程(图2)
a2/o污水处理系统工艺流程(图3)
3.A2/O 工艺脱氮除磷原理
A2/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的综合,其中各段的功能如下:
厌氧区从初沉池流出的污水首先进入厌氧区,系统回流污泥中的兼性厌氧发酵菌将污水中的可生物降解有机物转化为挥发性脂肪酸(VFA)等小分子发酵产物,聚磷菌也将释放菌体内储存的多聚磷酸盐,同时释放能量,其中部分能量供专性好氧的聚磷菌在厌氧抑制环境下生存,另一部分能量则供聚磷菌主动吸收类似 VFA 等污水中的发酵产物,并以 PHA 的形式在菌体内贮存起来。
这样,部分碳在厌氧区得到去除。
在厌氧区停留足够时间后,污水污泥混合液进入缺氧区。
缺氧区在缺氧区中,反硝化细菌利用从好氧区中经混合液回流而带来的大量硝酸盐(视内回流比而定),以及污水中可生物降解的有机物(主要是溶解性可快速生物降解有机物)进行反硝化反应,达到同时去碳和脱氮的目的。
含有较低浓度碳氮和较高浓度磷的污水随后进入好氧区。
好氧区在好氧区聚磷菌在曝气充氧条件下分解体内贮存的 PHA 并释
放能量,用于菌体生长及主动超量吸收周围环境中的溶解性磷,这些被吸收的溶解性磷在聚磷菌体内以聚磷盐形式存在,使得污水中磷的浓度大大降低。
污水中各种有机物在经历厌氧、缺氧环境后,进入好氧区时其浓度己经相当低,这将有利于自养硝化菌的生长繁殖。
硝化菌在好氧的环境下将完成氨化和硝化作用,将水中的氮转化为 NO2 和 NO3 。
在二次沉淀池之前,大量的回流混合液将把产生的 NOx 带入缺氧区进行反硝化脱氮。
二沉池絮凝浓缩污泥,一部分浓缩污泥回流至厌氧区继续参与释磷并保
持系统活性污泥浓度,另一部分则携带超量吸收磷的聚磷菌体以剩余污泥形式排出系统。
4.虽然 A2/O 工艺已得到了广泛应用,但是其本身存在一些难以克服的内在矛
盾,如基质竞争和污泥龄矛盾,使得脱氮和除磷关系无法均衡,处理效率难以提高。
随着人们生活水平的提高和生活习惯的改变,我国城市污水水质也发生了相应变化,目前低 C/N 比污水在我国十分常见,碳源的缺乏会使得A2/O工艺中的内在矛盾更加激化,A2/O 工艺原有的设计参数是否适合也值得探讨。
基于此,本研究以连续流和序批试验结合的方式对 A2/O 工艺脱氮除磷及其优化控制进行了系统研究。
5.pH 和 ORP 的变化可以动态指示 A2/O 工艺中的反应过程。
6.维持适当大的混合液回流比,增加适当大的缺氧区容积,可强化缺氧区吸磷,
节省碳源从而提高脱氮除磷的效率,这为 A2/O 工艺用于处理低 C/N 比生活污水提供了一个运行思路,也是对传统设计运行参数的一个改良。
7.采用配水研究表明,A2/O 工艺运行控制不当也会出现污泥膨胀问题,在生物
脱氮除磷系统中,负荷控制比 DO 控制对控制污泥膨胀更为有效。
8.污泥膨胀是活性污泥法问世以来在运行管理中一直困扰人们的问题之一,全
世界超过 50%的污水处理厂都被污泥膨胀所困扰而其中 95%以上是由于活性污泥中丝状菌过度增殖引起的[12]。
在污水厂实际运行中一旦发生污泥膨胀,则系统即面临着出水水质不达标、污泥流失甚至存在崩溃的危险,如何预防和控制污泥膨胀一直是国内外污水生物处理领域的研究重点和难点。
而有研究发现,当污水处理系统在厌氧、缺氧和好氧状态间来回转换的时候有利于丝状菌的增长[13],而这恰恰是维持生物脱氮除磷的必要条件。
9.本研究针对我国现有的城市污水脱氮除磷的现状及问题,系统地研究在城市
污水处理厂中广泛采用的 A2/O 工艺的脱氮除磷性能优化策略,探讨在不同条件下的最佳运行模式并将其推广到实际污水厂的设计及运行中参考,对降低污水中氮磷的排放量,减少环境污染,促进我国水环境的可持续发展具有重要的现实意义。
同时针对污水厂运行能耗过高的问题,探讨 A2/O 工艺的低能耗运行方式的可行性及对处理效果的影响,这对缓解目前我国能源紧缺的现状也具有重要的现实意义。
10.A2/O 工艺脱氮除磷之间存在的矛盾及解决对策
从上述 1.3.2 中的分析可以看出,A2/O 工艺中生物脱氮除磷的原理并不复杂。
然而,由于该工艺是单一污泥系统,生物脱氮除磷涉及到硝化、反硝化、释磷和吸磷等多个不同的生化反应过程,其中每一个过程的原理不同,其对微生物的组成、基质类型及环境条件的要求均不尽相同[16],因此要在一个系统中同时完成脱氮和除磷过程,不可避免的会遇到一些矛盾和冲突,如碳源、污泥龄、硝酸盐、硝化和反硝化容量、释磷和吸磷的容量等问题。
这些矛盾反映到 A2/O 工艺中,会造成脱氮除磷效果的下降,其中存在的主要问题有:
①污泥龄(Sludge Retention Time,SRT)矛盾:由于该工艺将厌氧、缺氧和好氧三种不同环境条件下生长的微生物,如聚磷菌、普通异养反硝化菌、普通异养菌和自养硝化菌等混合在同一系统中生长,而各个类型微生物的生长周期不同,由此不可避免的存在污泥龄的矛盾。
在好氧段要实现硝化作用,必然需要维持较高的硝化菌数量,由于硝化菌是化能自养菌,生长周期缓慢,因此需要较长的污泥龄才能保证硝化作用;而聚磷菌属于短世代的微生物,生物除磷也是通过排放高含磷污泥来实现的,这就要求采用短泥龄来提高除磷效率,因而系统需要运行在较短的泥龄条件下,污泥龄矛盾由此产生。
污泥龄矛盾没有较好的解决办法,这是同步脱氮除磷系统中固有的矛盾,因而在实际生产中只能选择一个比较折中的污泥龄。
对这部分的优化只能是摸索不同营养条件和环境条件下的污泥龄。
②碳源竞争的矛盾:在 A2/O 中,缺氧区的反硝化是氮的主要去除途径,该反应顺利进行的前提就是在缺氧区有充足的碳源提供电子供体;另一方面,磷的去除要求大量进水碳源在厌氧段要转化为 PAO 生物细胞内的聚合物聚-β-羟基烷酸(酯)(polyhydroxyalkanoate,PHA),PHA 在好氧段被氧化产生的能量用于过量吸磷。
在 A2/O 系统中,混合液首先进入厌氧段,然后进入缺氧段,聚磷菌的放磷过程几乎消耗掉进水中的绝大部分易生物降解有机物,而到缺氧段,仅剩余很少的慢速或难生物降解有机物用于反硝化反应,导致反硝化潜力不能充分发挥,脱氮效果差。
另一方面,当好氧段回流的混合液进入厌氧区时,反硝化菌会优先于聚磷菌利用进水中的有机物进行脱氮,导致 PAO 释磷程度降低,胞内储存的 PHA 的量下降,随后的好氧吸磷也不会充分,除磷效果差。
当进水中的碳源缺乏,即进水为低 C/N 比污水时,该矛盾会异常突出,而目前缺乏这
方面的相应研究。
比较有效的办法是提高碳源的脱氮除磷利用效率。
当进水中碳源浓度较高的时候,会有多余的有机物进入好氧区,这会对好氧硝化产生抑制,降低系统的硝化性能。
由此可见,A2/O 工艺中聚磷菌和反硝化菌之间存在着因争夺易生化降解的有机碳源的矛盾,而硝化过程又要求碳源浓度不能太高。
③硝酸盐的问题:由于反硝化速度快于释磷速度,因而随着污泥回流至厌氧区始端的硝酸盐会抢先消耗进水中的有机物进行反硝化,造成聚磷菌难以获得充足的有机物,造成释磷能力的下降,相应的胞内存储的 PHA 的量也会下降,好氧过量吸磷受到影响。
同样,良好的硝化是保证系统脱氮良好的先决条件,这样就造成硝酸盐会不可避免的随着污泥回流至厌氧区。
硝酸盐的问题归根到底还是碳源竞争的问题,解决的办法有两种:一是减少进入厌氧区的硝酸盐的量;二是采用 MUCT 的方式将污泥先回流至缺氧区,然后再从缺氧区回流至厌氧区,但这样会增加工艺的复杂程度。
综合分析,目前 A2/O 中存在的主要矛盾是由于碳源,主要是碳源缺乏引起的。
正如 1.1.1 所述,低 C/N 比污水目前在我国十分常见,碳源的缺乏会使得 A2/O 工艺脱氮除磷中原本存在的问题更加突出。
解决碳源缺乏的问题有两种途径:一是投加外碳源,这势必增加污水处理的运行成本,尤其在大流量的城市污水脱氮除磷处理过程中更不可取;二是如何有效利用原水中的碳源,提高碳源的脱氮除磷利用效率。
近十年来,一些节省碳源的脱氮除磷新理论的提出,为解决 A2/O 中的碳源短缺矛盾提供了思路。
就目前来看,适用于 A2/O 工艺,能节省碳源且利于 A2/O 脱氮除磷效率提高的新理论当属短程硝化反硝化脱氮理论、同步硝化反硝化理论和反硝化除磷脱氮理论。