浅谈A/A/O工艺脱氮除磷
2015-10-21白慧慧
白慧慧
【摘要】本文针对A/A/O工艺的基本原理及运行方式进行了介绍，主要论述了该工艺中脱氮除磷的基本原理和存在的固有矛盾，及解决矛盾的一些对策。
【关键词】A/A/O、脱氮除磷、硝化、聚磷菌
随着社会经济的日益发展，工业日益崛起，人们的生活水平逐渐提高，所排放的污水所含的氮、磷元素越来越多，引起的水体污染也越来越严重，所以脱氮除磷是污水处理过程中的主要过程。其工艺有许多种，各有特点，接下来就介绍其中的一种A/A/O工艺。
一、基本概述
1.反硝化菌：将硝酸盐和亚硝酸盐还原成氮气的细菌，是异养兼性厌氧菌，能够利用氧或硝酸盐作为最终电子受体。
2.硝化菌：在有氧的条件下，将氨氮氧化为亚硝酸盐并进一步氧化为硝酸盐的细菌，好氧细菌，生长缓慢，世代时间较长。
3.聚磷菌：在厌氧条件下释放磷，好氧条件下吸收超过自身需要的过量磷的一种细菌。
二、A/A/O工艺
1.工艺流程图
2.运行原理及过程
原水先进入厌氧池，经发酵细菌将大分子可生物降解有机物氧化分解为小分子的有机物，聚磷菌在厌氧环境下利用小分子有机物分解自身体内的聚磷酸鹽；经过厌氧池的废水进入缺氧池，在缺氧条件下反硝化菌利用有机物进行反硝化，将硝酸盐还原成氮气；再流入好氧池，在好氧条件下，利用聚磷菌在好氧条件下吸收过量的磷，从而达到去除磷的目的，同时硝化菌将亚硝酸盐和氨氮转化为硝酸盐，含有硝酸盐的废水经混合液回流系统回到缺氧池进行反硝化，达到除氮的目的。由于硝化菌生长较缓慢，为了保持污泥的活性设置污泥回流系统，将一定的污泥回流至厌氧区。
三、A/A/O工艺脱氮除磷存在的固有矛盾
1.泥龄
废水经过厌氧、缺氧、好氧处理之后的会产生大量的污泥，需要通过排泥来保持系统的正常运行。作为硝化过程的主体，硝化菌的一个突出特点是繁殖速度慢，世代时间较长。[1]在冬季，硝化细菌繁殖所需的世代时间可长达30天以上；即使在夏季，在泥龄小于5d的活性污泥法中硝化作用也十分微弱[2]。即对于硝化过程来水应该增加污泥龄来保持系统活性。聚磷菌多为短世代时间微生物，活性污泥的排放是除磷的主要途径，为了保证系统具有较好活性，应该及时的排放剩余污泥，即降低污泥龄。由此在脱氮除磷过程中污泥龄存在着固有的矛盾，硝化过程需要较长的污泥龄，除磷过程需要较短的污泥龄。经研究，权衡两个方面，一般泥龄为15—20天。
2.反硝化和释放磷的过程对碳源有机物竞争
在A/A/O工艺中最主要的矛盾就是，厌氧环境下反硝化菌与聚磷菌对有机物碳源的竞争。如果厌氧区存在过多的硝酸盐，反硝化菌会利用有机物进行反硝化，而聚磷菌释放磷也需要消耗有机物，若废水中的有机物浓度较小，厌氧区发生硝化反应所消耗的有机物会影响释放磷所需要的有机物，即释放磷缺乏碳源，厌氧区聚磷菌无法彻底的释放磷随及会影响好氧区磷的吸收，从而影响整个除磷过程。除此之外，混合液的回流中含有大量的硝酸盐，其进入缺氧区，由于在前边的厌氧区反硝化的释放磷的过程消耗了大量有机物，在进行反硝化时就会缺乏碳源，影响氮的去除。由此可得这种矛盾的存在影响脱氮除磷整体的效果。
3.污泥负荷与硝酸盐
A/A/O工艺中污泥回流系统污泥回流至厌氧区，为了保持污泥有较高活性，回流比一般比较大（40%-100%）。但是回流污泥中带回大量的硝酸盐，在厌氧区，发生反硝化作用，与聚磷菌争夺碳源，使得先发生反硝化作用后发生释磷的过程。这样就会大大减少磷的释放，使得除磷效果较差，脱氮效果较好。反之，如果好氧区硝化作用不佳，则污泥回流过程中带回的硝酸盐少，厌氧区反硝化作用消耗的有机物少，对磷的释放影响就少，除磷效果就会较好。
四、针对存在的固有矛盾提出的解决方案
针对上述脱氮除磷过程中存在的固有矛盾，有关研究提出以下方案来解决该问题，
（1）关于泥龄的问题，权衡两方面的影响，将污泥龄确定为15-20天；
（2）关于碳源的不足，可以补充碳源，比如：乙醇等；或者改变进水方式，为反硝化和释磷重新分配碳源有机物，即提出了一些改良工艺，如：倒置A/A/O/、JHB工艺等；
（3）反硝化除磷细菌的DPB的发现，形成以厌氧污泥中PHB为反硝化碳源工艺，如：Dephanox工艺和双污泥系统的脱氮除磷工艺。
五、结语
A/A/O工艺由厌氧、缺氧、好氧三个反应池组成，厌氧区发酵细菌氧化分解有机物，聚磷菌释放磷；缺氧区，反硝化细菌进行反硝化，将硝酸盐转化为氮气；好氧区，硝化细菌将氨氮及亚硝酸盐转化为硝酸盐，聚磷菌吸收过量的磷，从而达到脱氮除磷的目的。在此过程中存在着一些矛盾的问题，对此有关研究者们提出了相应的解决的办法，如：改良工艺，发现新的菌种等。
参考文献
[1]活性污泥法理论与技术.李亚新编著[M]中国建筑工业出版社.
[2]排水工程（第四版）.张自杰主编[M]中国建筑工业出版社.
[3]水处理微生物（第四版）.顾夏声、胡洪营等编著[M]中国建筑工业出版社.
