天津眾邁A2O污水處理工藝的運(yùn)行過(guò)程及運(yùn)行策略

1 傳統(tǒng) A2O工藝的運(yùn)行原理、運(yùn)行方式及特點(diǎn)

工作原理

在該工藝流程內(nèi)，BOD₅、SS和以各種形式存在的氮和磷將一一被去除。A²O生物脫氮除磷系統(tǒng)的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌組成。在好氧段，硝化細(xì)菌將入流中的氨氮及有機(jī)氮氨化成的氨氮，通過(guò)生物硝化作用，轉(zhuǎn)化成硝酸鹽；在缺氧段，反硝化細(xì)菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過(guò)生物反硝化作用，轉(zhuǎn)化成氮氣逸入到大氣中，從而達(dá)到脫氮的目的；在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級(jí)脂肪酸等易降解的有機(jī)物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過(guò)剩余污泥的排放，將磷除去。  

A2O工藝的運(yùn)行特點(diǎn)

(1) 污水首入?yún)捬醵?，充分發(fā)揮了厭氧菌群對(duì)高濃度、較難降解有機(jī)物的降解優(yōu)勢(shì)，適合混有工業(yè)廢水的城市污水處理，污泥產(chǎn)量少。

(2) 簡(jiǎn)化了處理流程，增加了處理功能，是簡(jiǎn)單的脫氮除磷工藝，減少了水力停留時(shí)間。

(3) 在厭氧-缺氧-好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，SVI一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹。

(4) 剩余污泥中的磷含量一般可達(dá)污泥干重的6%～7% ，具有很高的肥效。

2 A2O工藝的運(yùn)行控制

A2O脫氮除磷涉及硝化反硝化、吸磷釋磷等多個(gè)生化反應(yīng)，每個(gè)反應(yīng)對(duì)環(huán)境條件、基質(zhì)類型、微生物組成要求不同，脫氮除磷各過(guò)程相互制約，因此了解工藝控制要素及其對(duì)脫氮除磷的影響很有必要。

泥量與泥齡

A2O工藝運(yùn)行中系統(tǒng)污泥濃度和泥齡對(duì)脫氮除磷有重要影響，研究表明，當(dāng)厭氧池、缺氧池、好氧池中的MLSS維持在3000～3800mg˙L，且三個(gè)反應(yīng)器中的MLSS值接近時(shí)，系統(tǒng)具有較好的脫氮除磷效果。厭氧池聚磷菌和缺氧池反硝化細(xì)菌屬于短泥齡微生物，短泥齡有利于除磷和反硝化，一般缺氧池的泥齡為3～5d，好氧池中自養(yǎng)硝化細(xì)菌增殖速度慢，世代周期長(zhǎng)，要使自養(yǎng)硝化細(xì)菌在系統(tǒng)中維持一定的數(shù)量，成為優(yōu)勢(shì)菌群，好氧段需要20～30d的長(zhǎng)泥齡，但同時(shí)長(zhǎng)泥齡使含磷污泥的排放過(guò)少，且在較高的泥齡下聚磷菌為維持生命活動(dòng)分解聚合磷酸鹽，可能使磷從含磷污泥里重新釋放出來(lái)，不利于系統(tǒng)除磷，一般系統(tǒng)若以除磷為主要目的，泥齡可控制在6～8d，另外，反硝化聚磷菌的發(fā)現(xiàn)使系統(tǒng)在缺氧段脫氮的同時(shí)也能使磷得到部分去除，研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)系統(tǒng)的SRT在  15d時(shí)缺氧段具有較高的脫氮除磷效果。為了兼顧脫氮除磷，建議污泥齡為硝化菌的小世代期的2倍以上，權(quán)衡考慮將污泥齡控制在8～15d較合適。

碳源

脫氮除磷過(guò)程中反硝化細(xì)菌和聚磷菌是混合共生的，相互競(jìng)爭(zhēng)碳源，且反硝化細(xì)菌會(huì)優(yōu)先攝取碳源，厭氧段碳源不足會(huì)抑制聚磷菌的釋磷，從而導(dǎo)致終除磷效果變差，為了保證良好的除磷效果，厭氧段需要有充足的可供聚磷菌吸收的碳源，一般將厭氧池(  SP/SBOD) 控制在0.06以內(nèi)，污泥負(fù)荷控0.10kgBOD5 /( kgMLSS˙d)  以上。缺氧池內(nèi)異養(yǎng)型兼性厭氧反硝化細(xì)菌需要足夠的有機(jī)物作為電子供體，以NO-x-N為電子受體，將回流混合液中的NO-x-N還原成  N2，完成系統(tǒng)的脫氮，因此缺氧池需要一定的C/N，根據(jù)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)COD/TKN大于8時(shí)，脫氮率可達(dá)80% 。

好氧池碳源不宜過(guò)多，過(guò)多的碳源會(huì)促使好氧池內(nèi)異養(yǎng)型好氧細(xì)菌成為優(yōu)勢(shì)菌群，抑制自養(yǎng)型硝化細(xì)菌的硝化作用，對(duì)系統(tǒng)脫氮產(chǎn)生負(fù)面影響，好氧池應(yīng)將污泥負(fù)荷控制在0.15kgBOD5/(  kgMLSS˙d)以下。系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)定期核算污水進(jìn)水水質(zhì)是否滿足BOD5/TKN大于4，BOD5/TP大于20的要求，否則需要補(bǔ)充碳源。在碳源分配上，厭氧池、缺氧池、好氧池呈遞減趨勢(shì)，厭氧池需要過(guò)多的碳源，缺氧池碳源充足，好氧池碳源較低。

NH+4-N濃度

好氧段過(guò)高的NH+4-N濃度會(huì)對(duì)硝化菌產(chǎn)生抑制作用，要保證NH+4-N正常硝化，通常TKN/MLSS負(fù)荷率應(yīng)小于0.05kgTKN/(  kgMLSS˙d)

溶解氧( DO)

為了防止進(jìn)入二沉池的混合液發(fā)生反硝化或釋磷，引起污泥上浮，影響出水水質(zhì)和除磷效果，進(jìn)入沉淀池的混合液中通常保證一定的DO濃度，且好氧池DO  不足會(huì)抑制硝化菌的生長(zhǎng)，其對(duì)DO的zuidi忍受極限為0.5～0.7mg˙L.

增加溶解氧有利于硝化作用的進(jìn)行，好氧末端DO對(duì)A2O工藝脫氮除磷的影響，結(jié)果表明隨著末端DO的增大，系統(tǒng)硝化速率提高，NH+4-N的去除率從60%升高到90%以上,TN的去除率從54%升高到67%  ，總磷的去除率也有所提高，好氧池的DO>2mg˙L以后，硝化速率開(kāi)始減緩，繼續(xù)增大DO對(duì)硝化進(jìn)程不僅沒(méi)有大幅加快，還可能使回流污泥和回流混合液中DO濃度偏高，不利于厭氧段釋磷和缺氧段反硝化，根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)將好氧段DO控制在2mg˙L為宜，高不超過(guò)3mg˙L  。缺氧段DO會(huì)與硝酸鹽競(jìng)爭(zhēng)電子供體，較高的DO還會(huì)影響硝酸鹽還原酶的合成及活性，一般缺氧段的DO不超過(guò)0.5mg˙L為宜。的厭氧環(huán)境有利于聚磷菌的釋磷，但回流污泥不可避免的帶入部分DO和NO-x-N，實(shí)際操作中厭氧段DO<0.2mg˙L即可。

混合液回流比R

好氧池出水回流至缺氧池用于脫氮，回流比越大，脫氮效果越好，但較大的回流比增大了能源消耗，提高了處理成本，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)R超過(guò)300%時(shí)，脫氮率可達(dá)到75%以上。

污泥回流比r

二沉池污泥回流到厭氧池以維持各段合適的污泥濃度，保證整個(gè)生化反應(yīng)的正常進(jìn)行。污泥回流比增大，泥齡增長(zhǎng)，有利于自養(yǎng)型硝化細(xì)菌的增長(zhǎng)，硝化作用良好，但回流污泥中過(guò)多的NO-x-N進(jìn)入?yún)捬醭夭坏茐牧藚捬醐h(huán)境，還會(huì)與聚磷菌競(jìng)爭(zhēng)碳源，影響除磷效果。厭氧區(qū)NO-x-N濃度超過(guò)1.5mg˙L-1時(shí)，釋磷會(huì)受到抑制。相反污泥回流比減小，好氧段因硝化不*也會(huì)導(dǎo)致脫氮效果不佳。一般污泥回流比在60%-98%為宜，zuidi不少于40%。

水力停留時(shí)間( HRT)

水力停留時(shí)間與進(jìn)水水質(zhì)、溫度等因素有關(guān)，A2O工藝整個(gè)運(yùn)行時(shí)間在6～8h左右，HRT( 厭氧/缺氧/好氧) = 1/1/( 3～4)  。厭氧池水力停留時(shí)間一般為1～2h，缺氧池的水力停留時(shí)間一般為1.5～2h，好氧池的水力停留時(shí)間一般為6h左右。

溫度

溫度升高對(duì)生物脫氮有利，好氧段硝化反應(yīng)適宜溫度為30～35℃，缺氧反硝化反應(yīng)適宜溫度為15～25℃，當(dāng)溫度低于15℃，生物脫氮效率明顯下降，溫度的變化對(duì)除磷影響不大，厭氧除磷的適宜溫度為5～30℃，溫度降低還可能有利生物除磷。

pH

厭氧段聚磷菌適宜的pH為6～8，缺氧段反硝化細(xì)菌的適宜pH為6.5～7.5，好氧段硝化細(xì)菌適宜的pH為7.5～8.5，實(shí)際操作中將污水混合液pH控制在7.0以上即可，如果pH過(guò)低，可投加石灰補(bǔ)充堿度。