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AO工艺不用内回流降低回流比的研究与实践

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A/O工艺不用内回流降低回流比的研究与实践作者：姚彬张幼…点击数：更新时间：2006-11-22 1:01:35（上海松江污水处理厂）1 概述A/O工艺的传统概念是：污水中含氮化合物在曝气池O段内被氧化为硝酸盐，通过回流把含大量硝酸盐的O段出水和二沉池底泥回流到A段，利用进水中的碳源进行反硝化脱氮。

其工艺简图为：总氮去除率与回流比的简略计算(1)（假定含氮化合物在O段100%氧化为硝酸盐；假定硝酸盐在A 段100%被反硝化去除；并忽略细菌同化合成去除的氮），其算式为：η=［(Rm+Rs)·Q］/[Q+(Rm+Rs)·Q]=(Rm+Rs)/[1+(Rm+Rs)] （1-1）式中：η系统的总氮去除率（%）Rm 混合液回流比（%）Rs 二沉池污泥回流比（%）Q 进水流量（m3/d）由式1-1可见：要使系统的总氮去除率达到75～80%，总回流比（Rm+Rs）需达到300～400%。

为避免大量的底部回流对二沉池工作稳定性产生影响，传统A/O工艺均设置两套回流系统，即在设二沉池底部污泥回流（外回流）系统之外，在曝气池出口再加设混合液回流（内回流）系统。

外回流回流比一般为50～100%，内回流比一般为200～300%。

设备多，运行电耗大。

本次研究着眼于简化A/O工艺，减少回流系统，降低回流比。

2 二沉池底泥回流率对二沉池工作影响的研究。

加大二沉池底泥回流率，虽出水量不变，但必然加大二沉池的进水量和排泥造成的扰动，可能对二沉池的工作稳定性产生影响。

在与同济大学等单位合作的《城市污水生物脱氮除磷的研究》中，曾在中试规模的二沉池中，对不同底部回流比时，二沉池SS浓度场进行了测定。

（2）中试二沉池为平流式，池长6.0米，宽1.35米，有效水深1.9米，纵向两个泥斗，斗深1.0米，斗底设潜污泵排泥回流。

测定时二沉池表面负荷1.23m3/m2·hr。

在回流比R=1.5、2.5、3.5时，二沉池内SS的等浓度曲线见图2（a）（b）（c）。

由图2可见，二沉池内的等浓度曲线，虽回流比不同，但都呈水平状态，说明二沉池属成层（拥挤）沉降状态。

二沉池的泥面（SS=1.0克/升）在不同回流比条件下，均在水面下0.6～0.7米处，每种回流比均运行二次，每次15天，实测出水SS均小于20mg/L，说明工作都很稳定。

等浓度曲线在回流点上方有下垂现象，回流比越大，下垂越明显，说明增大回流比，仅此使回流污泥下降，无污泥紊动上翻现象。

以上测定结果证明，加大二沉池底部回流，即使回流比达350%，对二沉池的工作稳定性和出水SS均无影响。

故A/O工艺中，只用一套回流系统，通过增加外回流来代替内回流是可行的。

3 曝气池好氧区同步反硝化作用的研究上海松江污水厂的A/O曝气池，采用高浓度活性污泥法，MLSS控制在4～6克/升，MLVSS 控制在2.5～4.2克/升。

好氧区在运行中经多次测定，均发现存在明显的同步反硝化现象。

表1和图3为某次较具代表性的曝气池好氧区分段测定结果。

测点1、2、3、4分别为好氧区进口、1/3处、2/3处和出口。

表1 曝气池好氧段各点溶解性氮浓度（mg/L）测点 1 2 3 4有机氮 4.55 3.50 1.03 0.66NH3-N 14.5 8.70 3.42 1.14NO2-N 0.3 0.16 0.13 0.06NO3-N 0.25 3.62 7.15 8.36TKN 19.05 12.20 4.45 1.80TN 19.60 15.98 11.73 10.22注：表中有机氮浓度由（TKN）－（NH3-N）计得TN由（TKN）+（NO2-N）+ （NO3-N）计得其他数据为混合液过滤后实测测定时，总进水口TKN为54.2mg/L，总进水量39300m3/d，回流比为116%，好氧段水力停留时间10.9小时，曝气池MLSS 5.2克/升，泥龄20天左右。

由表2和图3可见，经缺氧段的反硝化作用，进入好氧段时，硝酸盐浓度仅0.25mg/L。

污水中的氮主要是以氨氮和有机氮形式进入好氧段，在好氧段中被氧化和硝化，故浓度逐渐下降，同时硝酸盐明显上升，出口处达8.36mg/L。

按传统观念，在好氧段中，除微生物细胞合成之外，总氮不会明显变化。

实测结果是：总氮TN浓度在好氧段内出现了明显的下降。

由进口19.6mg/L下降到出口10.22mg/L。

按泥龄和排泥量计算，由细胞合成随剩余污泥排出的氮量，使好氧段的总氮降低4.41mg/L。

其差额19.6-10.22-4.41=4.97mg/L的氮只能是通过同步反硝化作用从污水中逸出，进入大气。

同步反硝化去除的氮占进入好氧段总氮的25.3%。

好氧段氮平衡见图4。

表2 上海松江污水处理厂脱氮运转水质汇总表年/月日处理水量(m 3/d) 平均回流比(%)BOD 5COD cr TKN NH 3-N NO 2--NNO 3--NTN曝气池MLSS (mg/L) 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水 出水 进水出水 进水 出水00/3 38600 118 372±224 15.0±6.6 1045±590 57.4±12.0 76.5 4.4 20.7±4.4 3.1±3.80.03±0.02 0.06±0.06 1.3±0.4 8.2±2.2 77.8 12.73972±81400/4 37100 123 344±160 16.1±6.3 1035±589 73.9±11.5 58.9 9.2 25.6±3.58.7±4.9 0.04±0.02 0.08±0.03 1.2±1.1 4.5±3.260.1 13.84629±57800/5 33300 137 223±105 4.5±10.4 556±320 62.0±26.5 51.7 11.1 27.4±6.0 110.6±13.6 0.04±0.03 0.34±0.31 2.0±2.6 8.0±4.1 53.7 19.463891±61300/6 34900 131 199±70 8.0±5.3 617±352 51.4±23.6 60.8 2.2 21.5±3.5 1.5±1.00.05±0.03 0.13±0.07 1.6±2.7 8.9±1.2 62.5 11.25785±90500/7 34300 133 211±57 8.5±5.2 756±283 56.6±17.464.5 2.2 22.4±3.41.5±1.1 0.02±0.03 0.08±0.07 0.9±0.1 9.1±1.365.5 11.41967±485注：表内TN值为（TKN）+（NO2-N）+（NO3-N）值之和。

TKN因数据较少，只计均值。

其余数据均由每日监测数据统计而得。

好氧段的同步反硝化作用在中德合作《城市污水生物脱氮除磷的研究》中曾多次发现和利用，并应用该原理进行了《低氧曝气污水脱氮》的课题研究。

（3）原理解释是：微观活性污泥颗粒，外层是好氧微生物，而内层因氧传递的浓度梯度的作用出现低氧或缺氧层。

硝酸盐在污泥颗粒的内层部分被反硝化。

产生同步反硝化的条件是：活性污泥浓度较高，溶解氧在2mg/L以下。

同步反硝化在A/O工艺中具有重要意义。

由图4的氮平衡图可见，进入好氧段的TN，经排泥带出和同步反硝化逸出，去除了将近一半。

好氧段出水的硝酸盐浓度比传统理论降低了近一半，故回流比可大大减小。

以本次测定的结果为例，回流比仅116%，氮的总去除率（不计二沉池中的反硝化）（54.2-10.2）/54.2=81.2%，出水TN 10.22mg/L，优于GB8978-1996一级排放标准（TN不大于15 mg/L）的指标。

同样，充分发挥好氧区的同步反硝化作用，可大大减少A/A/O工艺中硝酸盐对厌氧释磷的影响，回流比也可相应减小。

4 实际运转结果上海松江污水厂二期工程，A/O曝气池容积25000m3，其中缺氧段占25%。

二沉池为四座直径35米的幅流式沉淀池。

只设二沉池底泥回流，无混合液回流系统。

进水水质较浓，特别是接纳了部分禽畜场污水，TKN和有机氮较高。

2000年全年的运转结果汇总于表2。

长期生产运转实践证明，A/O系统只用二沉池底泥回流，回流比115～140%，虽进水浓度较高，出水水质仍较好（2000年5月份因设备调整运行不正常），BOD5去除率95%左右，出水CODcr小于60，出水总氮小于15，优于排放标准。

总氮去除率80%左右。

运行也较稳定。

5 结论通过试验和长期生产运转证明：（1）A/O工艺不用混合液回流（内回流），只用外回流，通过二沉池底泥回流来完成全部回流，对二沉池工作的稳定性无影响。

故A/O工艺设施可简化。

（2）控制曝气池DO和MLSS，充分发挥好氧区同步反硝化作用，A/O工艺的回流比可降低到120～150%，从而降低污水厂的运行费用。

（3）同步反硝化的机理和条件值得进一步研究和利用。

(4)溶解氧控制在5g/l左右参考文献1 钱易米祥友.“现代废水处理新技术”，中国科技出版社2 毕学军刘至嘉等。

《城市污水生物脱氮除磷A/A/O工艺中试研究》同济大学-达姆斯达特大学学术交流会论文集，1997年3 朱晓军高廷耀等.《低氧活性污泥法脱氮除磷工艺生产性研究》同济大学-达姆斯达特大学学术交流会论文集，1997年。

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低溶解氧条件下不同内回流比对A~2O工艺运行的影响

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广东化工2020年第17期· 110 · 第47卷总第427期低溶解氧条件下不同内回流比对A2/O工艺运行的影响吴波，于咏梅(河南黄河水文勘测设计院，河南郑州450004)[摘要]本文采用A2/O反应器，在低溶解氧条件下，通过控制不同的内回流比来设定三种工况，对各工况的出水水质进行分析比较。

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适度降低曝气量和溶解氧对废水COD和氨氮的去除影响不大，说明污水处理厂存在曝气过多和电量浪费现象。

好氧池没有出现稳定的反硝化现象，曝气池通过SND过程脱氮占总氮去除量的比重很小，SND 现象非常微弱。

[关键词]A2/O；溶解氧；内回流比；SND[中图分类号]TQ [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2020)17-0110-02Effect of Function in A2/O Bioreactor with Different Inner Sludge Recycling Ratiounder Low Dissolve OxygenWu Bo, Yu Yongmei(Henan Yellow River Hydrological Survey and Design Institute, Zhengzhou 450004, China) Abstract: Through analyzing the effluent quality of three conditions with different inner sludge recycling ratio under low dissolved oxygen concentration in A2/O bioreactor, obtaining the conclusion that the ability of nitration kept good under low dissolved oxygen concentration and the NH4+-N could meet the Level 1-A Standard completely. The effect of removing COD and NH4+-N were not changed obviously, which indicated too much aeration in the sewage treatment plant leading to the waste of energy. The phenomenon of Simultaneous Nitrification and Denitrification was indefinite in the experiment.Keywords: A2/O；dissolve oxygen；the inner sludge recycling ratio；SND厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称A2/O工艺(Anaerobic-Anoxic-Oxic)。

基于回流比及MLSS控制的AAO脱氮工艺运行方案模型研究

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基于回流比及MLSS控制的AAO脱氮工艺运行方案模型研究所属行业: 水处理关键词：脱氮工艺 AAO工艺活性污泥工艺基于AAO工艺脱氮原理，根据氮元素物料平衡方程，建立基于污泥回流比及污泥浓度调节的适应进水水质变化的AAO脱氮工艺调节模型。

在武汉某污水处理厂内进行活性污泥工艺中试，结果表明该调节模型运行效果良好;通过过程试验，分析不同进水水质和不同温度情况下AAO脱氮工艺中氮元素的变化情况，提出了模型修正方案，通过调节总回流比及活性污泥浓度来改善脱氮效果。

至2016年末，全国城市共有污水处理厂2039座，污水处理厂处理能力14910万m3/d，城市年污水处理总量448.8亿m3，城市污水处理率93.44%，其中基于活性污泥工艺的污水处理厂数量及处理量达80%以上。

且因城市发展的不均衡，早期建成的污水处理厂面临水质和水量超额，而新建成的污水处理厂又存在处理负荷偏低且水质水量波动较大的现象，从而导致其实际处理负荷偏离设计工况，影响出水水质，增加运行能耗。

因此，在不进行工程改造建设的情况下，需寻找可靠的活性污泥工艺运行方案模型以解决当前污水处理厂面临的负荷及进水条件季节性变化的问题。

另外，随着城市智能化发展的进程，传统污水处理厂必将面临智能化运行升级的压力，为使将来污水处理厂可以去专业化，并逐渐转向智能化，则需要建立污水处理厂的黑盒运行方案模型，以实现运行控制可程序化。

本文通过基于A2/O工艺的模型中试，建立有效的活性污泥工艺调节模型，将运行方案条件化、程序化，用以辅助城镇污水处理厂调整运行方案，以适应进水水质及温度的季节性变化，从而提高污水处理厂出水达标率，并实现节能降耗的目的，同时也为实现计算机智能控制提供理论模型。

1试验材料和方法1.1试验装置和运行条件本试验于武汉某污水处理厂内搭建了一套基于改良型AAO工艺的中试装置，设计处理水量为24m3/d。

中试尺寸为：4.10m(L)×2.10m(B)×1.50m(H)，有效水深1.00m。

AO工艺参数及影响

AO工艺参数及影响

工艺运行参数控制以及对水处理效果影响A/O 工艺运行过程中所需控制关键参数有水力停留时间、 pH 值、 水温、 原水成份、 食微比（F/M ）、 溶解氧（DO ）、 活性污泥浓度（MLSS ）、 沉降比（SV 30%）、 污泥容积指数（SVI ）、 污泥龄、 污泥回流比（%）以及混合液回流比（%）等。

只有合理调控这些控制参数, 才能很好地确保活性污泥处理工艺正常、 高效运行。

(1)水力停留时间HRT: 水力停留时间（HRT ）长短直接影响氨氮和硝酸盐去除效率, 通常应依据设计所要求对氮去除率决定对应水力停留时间。

在给定进出水氨氮或硝酸盐氮浓度情况下, 硝化或反硝化反应所需最小水力停留时间可根据下式估量:硝化反应:[][][][]微生物的浓度氨氮的比去除率度稳态时出水中的氨氮浓进水中的氨氮浓度⨯-=HRT 反硝化反应:[][][][]微生物的浓度硝酸盐氮的比去除率氮浓度稳态时出水中的硝酸盐进水中的硝酸盐氮浓度⨯-=HRT 在给定氨氮负荷条件下, 缩短HRT, 硝化反应效率显著下降, 当HRT 小于5h 时, 出水中氨氮浓度显著增加。

经估算及经验得出最好水力停留时间为: 反硝化t≤2h, 硝化t≥6h, 当硝化水力停留时间与反硝化水力停留时间为3:1时, 氨氮去除率达成70%~80%。

(2)pH 值: A/O 工艺中pH 值控制不不过排放水要求控制, 更是对活性污泥法主体微生物生长条件要求。

A/O 工艺中生物脱氮过程包含硝化和反硝化两个过程: 硝化过程起关键作用微生物是硝化细菌; 反硝化过程起关键作用微生物是反硝化细菌。

硝化反应是指氨态氮在硝化菌作用下分解氧化过程。

硝化菌是指亚硝酸菌和硝酸菌, 是化能自养菌, 硝化菌对pH 值改变非常敏感, 在硝化反应过程中, 将释放出H +离子浓度增高, 从而使pH 值下降, 影响硝化反应速度, 为了保持适宜pH值, 应该在污水中保持足够碱度, 以确保对在反应过程中pH值改变, 起到缓冲作用。

污水处理多级AO工艺配水比例算法的改进

污水处理多级AO工艺配水比例算法的改进

污水处理多级 AO工艺配水比例算法的改进摘要：水环境污染问题严重制约我国经济的发展，同时也给人们生产生活带来了不可估量的损失。

污水厂在治理水环境污染过程中扮演着重要角色，其处理污水效果的优劣将直接对水环境产生作用。

以活性污泥法为代表的污水生物处理技术在污水厂中得到广泛应用，通过合理设计能够实现同步脱氮除磷效果，其中典型的工艺有Bardenpho工艺、AO（厌氧-缺氧-好氧法）工艺、生物装盘工艺等。

2为克服传统同步脱氮除磷工艺的缺点，近年来国外学者开发了多段进水的AO工艺，该技术在我国污水厂升级改造工程中得到了广泛应用。

关键词：配水比例；多级AO工艺；污水处理；算法引言水环境污染问题已经对我国经济的发展产生严重影响，同时也给人们的生活带来不便与危害，因此政府对污水中氮磷排放标准也相应提高，这给水处理行业带来新的挑战与机遇。

在处理污水标准提升的今天，水处理界更加重视研究、开发脱氮除磷处理的新工艺并期待其在工程应用方面的效果。

现在污水处理厂中广泛应用A2O（厌氧-缺氧-好氧法）工艺或改良A2O工艺、CASS工艺及氧化沟工艺等。

一、多段多级AO工艺概况缺氧、好氧（A、O）工艺是目前应用较多，具有一定脱氮除磷功能的污水处理工艺。

而多段多级AO工艺是对传统缺氧、好氧（A、O）工艺的进一步改进，由一系列缺氧段和好氧段串联而成的新工艺。

污水在每一级的缺氧段加入，分段加入的污水不但为反硝化菌提供充足的碳源，还减少了前级出水的溶解氧、PH对后级缺氧段的影响。

一般无需设置消化液内回流，只需将二沉池的污泥回流至第一级的缺氧段，在第一段的缺氧区聚磷菌利用少量碳源进行释磷，同时反硝化菌利用碳源将污泥回流液中的硝态氮还原，聚磷菌以硝态氮为电子受体发生部分反硝化吸磷反应，好氧区进行硝化反应和聚磷菌的生物吸磷反应，反应后的混合液和部分进水进入第二段的缺氧区，后续各段反应功能同第一段。

二、多段多级AO工艺特点(1)运营成本低。

由于多级AO过程中缺氧和好氧过程交替排列，好氧罐的混合液直接进入下一级AO过程的缺氧罐中，无需使用硝化液回流装置(内部回流)。