改良型A2/O工艺在城市污水处理厂中的应用分析

朱家全　王张毅　戴文昱　高寅杰

摘 要：城市污水处理厂采用A2/O工艺时存在如下问题：混合液回流比大小会影响脱氮效果，回流污泥中夹带DO和硝酸盐破坏厌氧环境而干扰厌氧池的释磷效果；同一污泥系统中存在着硝化菌、反硝化菌和聚磷菌，在污泥龄、有机负荷及碳源需求上存在竞争，难以保证氮磷的同时高效去除。基于此背景，本文将针对传统A2/O工艺的缺陷，探讨改良型A2/O工艺在城市污水处理厂中的具体应用。

关键词：改良型A2/O工艺；同步硝化反硝化；反硝化除磷

中图分类号：X5.6 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）08-0001-01

1 城市污水处理厂改良型A2O工艺的流程及改进点

改良型A2O工艺的流程为：预缺氧--厌氧--低氧--缺氧--好氧--沉淀出水，原污水一部分进入预缺氧池去除回流污泥中的硝态氮，避免其对后续厌氧释磷产生影响；原污水另一部分和预缺氧池出水进入厌氧池发生厌氧释磷，厌氧池出水进入低氧池发生同步硝化反硝化作用，足够的硝态氮被积累且部分氮素被去除后，再进入缺氧池发生缺氧反硝化除磷作用，最后进入好氧池进一步吸磷并稳定出水水质。

改良型A2O工艺的改进点在于：在厌氧池前增设预缺氧池，沉淀物污泥回流到预缺氧中以去除硝态氮，此举可以避免硝态氮在厌氧池中影响厌氧释磷效果；低氧曝气段分为三格，其中溶解氧浓度较低的前两格有助于同步硝化反硝化脱氮的实现，溶解氧浓度较高的第三格有助于足够硝态氮的积累。

2 城市污水处理厂改良型A2O工艺的影响因素及控制策略

2.1 城市污水处理厂改良型A2O工艺的影响因素

第一，进水量分配比的影响。改良型A2/O工艺脱氮除磷效果受到进水量分配比的较大影响，进水量分配比过大则意味着预缺氧池中流入了过多的污水，这将影响后续厌氧池碳源的积累，从而导致厌氧池中释磷不完全；进水量分配比过小则影响着预缺氧池中碳源的积累，反硝化不完全而导致厌氧段释磷所需水力停留时间的延长，从而造成系统厌氧除磷效果的降低。

第二，低氧段DO浓度的影响。具体说来：①如果低氧段DO浓度较低，大部分氨氮在低氧段得不到有效降解，出水硝态氮浓度较低。而在低氧段未被有效降解的氨氮将在好氧池进行硝化，这会造成好氧池出水硝态氮浓度的增加，较多的硝态氮进入预缺氧池会增加预缺氧池的负担，影响厌氧释磷效果。此外，低氧段DO浓度较低时，活性污泥混合液逐渐发黑，出水水质变差；②如果低氧段DO浓度过高，过多的氨氮在低氧段被降解，较大的曝气量会造成活性污泥絮体内部缺氧区的破坏，反硝化所需缺氧环境被破坏会导致反硝化过程的抑制，从而使得反应器内堆积大量的硝态氮。此外，好氧聚磷菌会利用低氧段充足的DO来去除磷，这会使缺氧池失去原本的设计功能。

第三，厌氧池HRT的影响。厌氧池HRT过短或过长都不利于系统实现稳定除磷，具体说来：①厌氧池HRT过短，可能导致释磷不完全；②厌氧池HRT过长，由于厌氧条件下发酵过程的存在，聚磷菌体内的聚羟基脂肪酸值含量会随着厌氧池HRT的增大而降低，且厌氧污泥糖原含量随之增多，这会影响聚磷菌后续的代谢活动。此外，时间太长会使厌氧池内可供给聚磷菌利用的低分子有机物被消耗殆尽，聚磷菌处于内源呼吸期而发生无效释磷。

第四，缺氧池HRT的影响。缺氧池在本系统中的设计功能主要是反硝化聚磷，在缺氧状态下完成同步的脱氮除憐。缺氧池HRT过大或过小都不利于系统脱氮除磷，缺氧池HRT过大可能会促使微生物进入内源呼吸状态，发生内源反硝化或二次释磷现象；缺氧池HRT过小，可能会导致反硝化聚磷过程不完全。

2.2 进水水质变化时改良型A2O工艺的控制策略

首先，进水TN浓度变化的控制策略。当进水TN浓度减小时，在不改变工艺参数的情况下系统出水水质便能达标，为节约能耗可减小曝气量；当进水浓度増大时，可减小低氧段的DO值，同时増大各池体积，如果上述调整仍不能使出水水质达标，则在此基础上外部投加碳源，同时减小厌氧池体积。

其次，进水TP浓度变化的控制策略。當进水TP浓度减小较多时，可増大低氧2的DO值，同时减小排泥量；当进水TP浓度增大较多时，可増大低氧2的DO值，增大厌氧段体积，同时増加排泥量。

再次，进水C/N变化的控制策略。在厌氧池，需要足够的碳源作为电子供体发生厌氧释磷；在缺氧池，碳源要尽可能少或者不存在，因为反硝化菌会优先利用碳源从而阻碍反硝化聚磷作用。因此控制好进水C/N值，是保证系统脱氮除磷效率的关键。当进水C/N减小时，可减小低氧3和好氧的DO值，若进水C/N减小的幅度较大则考虑外部投加碳源；当进水C/N増大时，可増大各池体积使各段HRT増大，同时増加低氧2和好氧的DO值，若进水C/N増大的幅度较大则考虑出水回流。

3 结语

本文针对我国城市污水生物脱氮除磷过程中存在的碳源不足、曝气能耗高等问题，在传统A2/O工艺的基础上，构建了“预缺氧/厌氧/低氧/缺氧/好氧”的改良型A2/O工艺，探究了改良型A2/O工艺的脱氮除磷效果和影响因素，并在此基础上研究其实时控制策略。

参考文献

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