A/O工艺在一体化生活污水处理设备中的应用

葛 娜

(四川省机场集团有限公司，四川 成都 610225)

0 前 言

目前，环境保护理念深入人心，污水处理达标的情况受到了行业相关领导的高度关注和重视，绿色环境建设事业得到了长足的发展。当然发展污水处理事业不是环保人的最终目的，而是杜绝不达标排放，保护水资源，使水污染对环境的影响降到最低。污水达标排放对人类文明的健康绿色发展具有深远而重大的意义。随着我国近几年环保事业和绿色环境建设的大力发展，城市、人群聚集区已经建设有完善的污水处理系统。而一些远离人群聚集区、远离城市污水处理系统的区域，由于污水排放量小、管道输送成本造价高等原因暂时缺少污水处理系统。本文中的远机位候机厅就是属于这种距离污水管网较远(约3 km)且需要穿越机坪，采用污水管道运输的成本过高。该处旅客及工作人员相对较少，所以污水量较小，约50 t/d。

1 工程概况

该工程位于机场机坪内，主要处理旅客及工作人员生活污水，进水水质多为粪便，可生化性好、污染物浓度不高、N浓度较高，因为洗涤剂等使用较少，P的浓度较低，但是该处污水可能含病原体。进水出水水质情况见表1。

表1 污水水质指标及限值

由于机场区域有对应限高要求，因此该工程采取地埋式。工程占地面积为1 398.6 m2，位置相对较紧凑。

综合以上原因，A/O生物接触氧化工艺一体化污水处理系统较为适合该工程。

2 工艺处理情况

2.1 工艺核心——脱氮

A/O工艺法具体为厌氧和好氧串联起来的工艺法，A(Anacrobic)、O(Oxic)，先是厌氧阶段，能够有效脱氮和除磷；然后是好氧阶段，可以把污水中大批有机物去除掉[1-2]。

污水中所含的大量氨氮成分在曝气系统(鼓风机)供氧形成充氧的条件下(O阶段)，硝化菌作为重要的角色参与硝化反应，反应结果生成硝态的氮，这部分硝态的氮再通过好氧池内的硝化液回流泵抽回至水解酸化池前段厌氧阶段段，在水流循环流入液面底部形成缺氧环境，在水解酸化池内缺氧的环境条件下，兼具厌氧反硝化菌去除污水中有机物的反应(这部分有效降低了COD值)，在处理反应过程中这些有机物充当电子供体角色，硝态氮扮演电子受体角色，产生反应，把硝态氮还原成了气体形式，整改过程处理绿色无污染[3-4]。A/O法脱氮过程的特点为。

1)流程较为简单，该工程案例未进行额外的外加碳源，原污水碳源充足，前期建设和后期运行的费用较低。

2)前期是反硝化过程，后期是硝化过程，在水解酸化池和好氧池区域形成内循环，原来的污水中富含的有机物提供充足碳源，效果好，反硝化过程进行的很到位。

3)装置有曝气系统的好氧池在后半段，好氧池内将进一步去除反硝化进程中的残留污染物，出水水质化验的结果更好。

4)该工程案例中A段水解酸化池水面较为平静，未添加搅拌装置，而避免溶解氧的增加，缺氧环境较好。好氧池内的曝气前段强后端弱，逐步递减的供氧模式。通过硝化液回流泵提升至A段时溶解氧含量低，确保了A段的缺氧状态。

2.2 工艺核心——降低COD值

前面脱氮过程已经提到了有机物等降低COD值的反应过程。如图1所示，为该工程案例的处理工艺流程示意图。针对A/O工艺如何有效降低COD值？本文将简要从厌氧阶段和好氧阶段阐述，当然各类出水指标的降低原理相互依托，不可分离。关于COD值降低主要取决于有机物的分解效果，效果越好，出水COD值越低。

图1 A/O工艺的一体化污水处理设备流程示意图

在水解酸化池里为缺氧阶段，这个阶段的溶解氧DO值≤0.2 mg/L，缺氧环境中，异养菌能够把生活污水中的大部分主要悬浮污染物、可溶性的物质水解成有机酸形式，这个过程把有机物形态从大分子分解为小分子，把不溶性有机物转化成可溶性，当这些水解反应的产物进入好氧池内，溶解氧DO值范围为2～4 mg/L，此时对污水的可生化性较高。

当然，COD值的降低在该工程案例中也通过物化法，投加絮凝剂聚合氯化铝PAC(25kg)和助凝药剂PAM(0.25kg)来降低。

2.3 工艺核心——降低TP值

通过前面的叙述，A/O工艺的脱氮能力相当突出和有效，那么除磷呢？污水中的磷在溶解氧DO≤0.2mg/L(厌氧环境)，释P过程释放出聚磷菌，聚磷菌通过分解体内的聚磷酸盐产生核苷酸ATP，并利用ATP提供能量把污水中的大量有机物摄入，然后以有机颗粒的形式贮存于自身细胞内，再将分解的聚磷酸盐反应生成的的盐酸排出。

另外一个过程是吸磷阶段，曝气供氧的好氧池阶段，聚磷菌将自身细胞体内的聚b-羟基丁酸，借助污水中的BOD5进行氧化分解反应，释放出来的能量能有效的摄取污水中的P，其中，大部分的P被用来合成ATP，还有一部分P又被聚磷盐酸储存在细胞体内，最终经过斜管沉淀池的作用沉淀，达到除磷的效果。从该一体化处理设备维护部门取到相关化验数据，长期水质化验数据统计显示，水温在高于10℃时温度对除磷效果没有影响，具体统计情况见图2。同时也发现，当水解酸化池内的厌氧阶段溶解氧DO值越小，水质化验TP值越低。

图2 温度对水样化验结果TP的影响

2.4 工艺核心——除去粪类大肠杆菌等

采取在消毒池内投加消毒剂的方式，该工程案例中投加的消毒剂为次氯酸钠，次氯酸钠具有较强的杀菌作用，能有效降低水质化验结果中粪类大肠杆菌的个数。

2.5 工艺核心——降低浊度

该处理过程中采取了活性炭反冲洗过滤器来降低浊度，过滤器通过水泵提供动能，在水流动过程中拦截污水中一些悬浮物、颗粒物，还有部分重金属离子，值得一提的是，活性炭过滤器具备有效的脱色的效果。在后期运行过程中发现活性炭反冲洗过滤器吸附速度快、易再生，而且吸附容量很大。如图3所示，为该工程案例中采用的过滤器。

图3 反冲洗活性炭过滤器

3 工艺调试运行

3.1 生物膜的人工培养

在现场实际运行维护过程中，经常性需要进行生物膜的人工培养。在A/O工艺法中，生物膜的培养尤为重要。下面就该工程案例的人工培养过程进行简述。

该区域收集的主要为粪便污水，所以微生物含量较为丰富，在调试工艺期间将微生物含量丰富的生活污水提升至水解酸化池内，进水COD通过稀释等方法尽量控制在100～150 mg/L，然后停止进出水，运行曝气系统(闷爆)适宜水温为20℃～30℃左右，闷爆3天为宜，每天对水解酸化池和好氧池进行观察，填料表面情况，如发现长出橙黑色的一层黏膜(长出黏膜一般需要10天左右)，说明生物膜已经培养好。

在闷爆培养过程中，4～5 h要进行一次换水，确保进水COD值，换水时关闭鼓风机，停止曝气，确保液面静止，沉淀1 h后再向水解酸化池和好氧池内抽水，液位恢复之前后关停水泵，重复之前操作，继续闷爆。值得注意的是，曝气系统停止曝气不得超过2 h。必要时可以采用放大镜观察，直至放大镜下可见到一些微生物菌胶团。

待长出橙黑色黏膜时可以进行连续换水，水量必须从小到大，在3天内慢慢加大到额定水量。由于培养成熟的污泥其有良好的沉淀性能，所以对斜管沉淀池也需要连续排水，再把沉淀的污泥回流至好氧池内。回流的这些污泥菌胶团含量高，而且有较多纤毛虫类、原生动物等，这些微生物对生活污水BOD5去除率可以达到90%。

3.2 人工培养过程中注意问题

1)粪便污水中有均衡全面的养料，微生物能起到有效分解有机物能力。培养过程中必须在5 h内及时更换进水，确保曝气池溶解氧不出现过高的情况，防止生物膜的本身老化脱落。

2)通过鼓风机和气路阀门控制曝气系统，溶解氧DO值控制在3 mg/L左右。因为溶解氧较大会出现菌落本身老化脱落，填料上的生物膜死亡、黑化，净水能力弱化。

3)营养物质：通常污水处理中进水均衡营养比例为：BOD5∶N∶P=100∶5∶1，最低比例要求是BOD5∶N∶P=100∶2∶0.5，在调试运行阶段要将氮、碳的含量要适应提高。

4)调试运行的生物膜培养过程的最低温度要在15℃以上。

4 结束语

A/O工艺法的一体化污水处理工艺已经大量投入到目前的污水处理事业中来。其占地面积小、管理要求低、能源消耗低、出水水质优的优点深得污水处理从业者的青睐。但是设备挂泥率高，不易清理，而且地埋式设备锈蚀，也不易清理等缺点又令运行维护人员感到头疼。后期调查处理的出水水质情况，面对较严格的《四川省岷江、沱江流域水污染排放标准》(DB 51/2311-2016)，A/O一体化设备的出水都能呈现出稳定达标排放的现状。综合来看，针对于远离城市集中污水处理系统的小水量区域，采取A/O工艺一体化污水处理系统仍是不错的选择。

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