多段A/O 工艺系统设计

王洪辉 谢毅

（中国市政工程中南设计研究总院有限公司 湖北武汉 430010）

随着污水厂出水执行一级A标准成为普遍现象，采用传统脱氮工艺解决我国北方地区的高氮污水，已很难保证出水达标。为了高效脱氮，多段A/O工艺应运而生。

1 工艺流程

图1 工艺流程图

多点进水多段A/O工艺，由数段包括1个缺氧区和1个好氧区的A/O工艺组合而成。污泥回流到系统首端，有了实现同步生物除磷，可在系统前端设置厌氧区，组成具有生物除磷功能的多段A/O工艺。原污水进过合理的分配后，多点进入各缺氧区，从而实现有机污染物和氨氮的串联去除和硝态氮的并联去除。混合液回流的设置与否，可以根据水质的实际情况自由选择。工艺流程如图1所示。

多段A/O工艺脱氮效率高的主要原因是该工艺引入了先进的后置反硝化（O/A）理论和多点进水手段，在实现后置反硝化的同时不存在外碳源穿透的隐患。

在不设混合液回流情况下，理论上出水总氮只与分配至第n段缺氧池的原污水中氨氮含量有关。因此，系统脱氮保证率高、可控性强。系统脱氮效率可按下式计算：

式中：a——原污水氨氮含量；

b——原污水总氮含量；

c——原污水BOD5含量；

r——污泥回流比。

在不设混合液回流的情况下，Qn原污水碳源可以完全用于系统除磷，可以有效提高系统的生物除磷效果。如果原污水中氮含量过高，可以开启混合液回流，进一步提高总氮的除去率，有效利用原水碳源脱氮，但除磷效果有所牺牲。有内回流时脱氮效率如下式：

式中：R——混合液回流比。

2 系统工艺设计

该工艺理论运算较复杂，设计的主要内容有系统分段数、进水流量分配、池容分配以及混合液回流比等四个方面的内容。

2.1 分段数选择

理论上该工艺分段数越多脱氮效率越高。但是分段数过多会带来运营管理、曝气量控制、缺氧好氧界线越不明等一系列问题，反而会影响硝化和反硝化效果，得不偿失。

我国北方城市污水的含氮量较高，但根据笔者的了解进水总氮含量一般不会超过100mg/L。在考虑不设置内回流、进水流量平均分配的最不利情况下，选择4段即可保证水质达标，因此工程多选择3～4段作为系统的分段数。

有时为了减小系统的分段数，简化系统，可以采用开启内回流的方式，同样可以保证出水达标。

2.2 进水流量分配

2.2.1 在不设置内回流的情况下

对于Qn的流量分配主要目标为控制总氮，其值可按下式计算：

式中：Y——出水控制总氮值。

对于Q1～Qn-1流量配主要目标为控制各段污水中的碳氮比，合理利用系统碳源利，保证外加碳源量最省。根据室外排水规范，当c/b=4时，可以认为碳源充足。则：

同时，根据水量平衡有：

联合式（3）、（4）、（5）即可得出进入各缺氧池的流量分配。

2.2.2 在设置内回流的情况下

Qn的流量分配可按下式计算：

2.3 缺氧及好氧池容积分配

2.3.1 各段污泥浓度分布

各段污泥浓度计算如下：

式中：M0——回流污泥浓度；

Mi——第i段污泥浓度；

Mn——第n段污泥浓度。

2.3.2 好氧池容积设计

好氧池容积分配主要是为了保证硝化反应充分进行，因此各好氧池容积应按照各段进水中氨氮负荷和污泥浓度，按照《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》进行计算。

2.3.3 缺氧池容积设计

缺氧池容积分配主要是为了保证反硝化反应充分进行，因此各缺氧池容积应按照各段硝态氮负荷和污泥浓度，按照《城市污水生物脱氮除磷处理设计规程》进行计算。

2.4 内回流比

一般情况下，混合液内回流比可控制100%以内，节约能耗的同时可以有效保证脱氮效率。

3 结语

3.1 工艺优势

脱氮效率高，就我国阶段的高氮生活污水实际情况和排放标准，通过优化设计，基该工艺本可以保证氮指标达标排放。

3.2 系统优化

可通过混合液内回流的开启与否，实现系统强化脱氮和强化除磷的选择。可优化配置原污水中有限的碳源，减少外碳源投加量。

3.3 系统配备

为了保证明确的缺氧和好氧环境，该工艺一般需配套精确曝气控制系统；为了有效的调节进水流量、外加碳源、各段池容，便于系统适应水质水量的变化，保证各种情况下的水质达标，系统应设置较完善的水质在线监测仪表。

[1]王伟,等.多段A/0工艺流量及体积分配方法与优化控制策略.北京工业大学学报,2009.2.

[2]高俊发,等.分段进水多级A/O生物脱氮工艺设计研究.环境工程,2007,12.