如何提高AAO工藝的處理效果

傳統(tǒng)的活性污泥法是一種較早應(yīng)用Z的工藝，具有較高的有機(jī)物去除效率。近20年來(lái)，水體富營(yíng)養(yǎng)化的危害越來(lái)越嚴(yán)重，脫氮除磷被列入污水處理的目標(biāo)，于是出現(xiàn)了活性污泥法的改良AO工藝和AAO工藝。AO工藝有兩種，一種是厭氧-好氧除磷工藝，另一種是缺氧-好氧除氮工藝。AAO工藝是一個(gè)脫氮除磷的過(guò)程。

1、AAO工藝原理及過(guò)程

A-A-O生物脫氮除磷工藝是傳統(tǒng)活性污泥法、生物硝化反硝化工藝和生物除磷工藝的結(jié)合。在此工藝流程中，BOD、ss和各種形式的氮和磷將一起被去除。在系統(tǒng)的活性污泥中，菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌組成，特定厭氧和一般特定好氧菌群基本被工藝流程消滅。在好氧階段，硝化菌通過(guò)生物硝化作用將進(jìn)水中的氨氮和被有機(jī)氮氨化的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽；在缺氧階段，反硝化菌通過(guò)生物反硝化作用將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)馓右莸酱髿庵?，從而達(dá)到反硝化的目的；在厭氧階段，聚磷菌釋放磷，吸收低級(jí)脂肪酸等易降解有機(jī)物。而在好氧階段，聚磷菌吸收過(guò)量的磷，并通過(guò)剩余污泥的排放來(lái)除磷。
以上三種細(xì)菌都可以去除BOD，但去除BOD的主要是反硝化細(xì)菌。上述物質(zhì)的去除過(guò)程可以通過(guò)圖中所示的過(guò)程特性曲線直觀地表示出來(lái)。污水進(jìn)入曝氣池后，隨著聚磷菌的吸收、反硝化細(xì)菌的利用以及好氧階段的好氧生物降解，BOD濃度逐漸降低。在厭氧階段，由于聚磷菌釋放的磷，TP濃度逐漸升高，在缺氧階段上升到Z高。在缺氧階段，一般認(rèn)為聚磷菌既不能吸收也不能釋放磷，TP保持穩(wěn)定。在好氧階段，由于聚磷菌的吸收，TP迅速下降。在厭氧階段和缺氧階段，氨氮濃度穩(wěn)步下降，到好氧階段，氨氮隨著硝化作用逐漸下降。在缺氧階段，NO3-N瞬間上升，主要是由于內(nèi)回流帶入大量NO3-N，但隨著反硝化的進(jìn)行，硝酸鹽濃度迅速下降。在好氧階段，隨著硝化作用的進(jìn)行，NO3-N濃度逐漸升高。

2、AAO工藝參數(shù)和影響因素

A-A-O生物脫氮除磷的功能是去除有機(jī)物、脫氮除磷的一體化，因此其工藝參數(shù)應(yīng)同時(shí)滿足各種功能的要求。如果能有效去除氮或磷，同時(shí)也能有效去除BOD。但是，除磷和脫氮往往是矛盾的，體現(xiàn)在一些參數(shù)上，以至于這些參數(shù)只能被限制在一個(gè)很窄的范圍內(nèi)，這是A-A-O系統(tǒng)工藝控制復(fù)雜的主要原因。
1)F/M和SRT的完全生物硝化
是高效生物脫氮的前提，所以F/M越低，SRT越高，脫氮效率越高，而生物除磷要求F/M高，SRT低。A-A-O生物脫氮除磷是一種靈活的工藝，可以側(cè)重于脫氮、除磷或兩者兼而有之。如果既要有一定的脫氮效果，又要有一定的除磷效果，F(xiàn)/M一般控制在0.1 ~ 0.18 kgbod5/(kgmlvssd)，SRT一般控制在8 ~ 15天。
2)水力停留時(shí)間
水力停留時(shí)間與進(jìn)水濃度、溫度等因素有關(guān)。厭氧段的水力停留時(shí)間一般在1 ~ 2小時(shí)范圍內(nèi)；缺氧期的水力停留時(shí)間為1.5 ~ 2小時(shí)；好氧期的水力停留時(shí)間一般應(yīng)為6小時(shí)。
3)內(nèi)回流和外回流
內(nèi)回流比R一般在200 ~ 500%之間，取決于進(jìn)水的TKN濃度和所需的脫氮效率。一般認(rèn)為脫氮效率Z在300 ~ 500%時(shí)最佳。外部回流比R一般在50 ~ 100%的范圍內(nèi)。在保證二沉池?zé)o反硝化和二次釋磷的前提下，R應(yīng)降至Z以下，以免將大部分NO3-N帶回厭氧段，干擾釋磷，降低除磷效率。
4)溶解氧的DO
厭氧階段DO應(yīng)控制在0.2mg/l以下，缺氧階段DO應(yīng)控制在0.5mg/l以下，好氧階段DO應(yīng)控制在2 ~ 3mg/l之間
5)COD/TKN和COD/TP
生物脫氮要求COD/TKN大于4.0，而生物除磷要求COD/TP大于20。如果達(dá)不到上述要求，應(yīng)在污水中加入有機(jī)物。為了提高COD/TKN值，應(yīng)加入甲醇作為營(yíng)養(yǎng)源，加入乙酸等低級(jí)脂肪酸提高COD/TP值。
6)PH和堿度
在a-a-O生物除磷脫氮系統(tǒng)中，污泥混合液的PH值應(yīng)控制在7.0以上，如果PH值小于6.5，可以增加堿度。
7)溫度的影響
溫度越高，越有利于生物脫氮。當(dāng)溫度低于15℃時(shí)，生物脫氮效率會(huì)明顯下降。當(dāng)溫度下降時(shí)，很可能有利于除磷。
8)毒物和抑制物質(zhì)
工業(yè)廢水進(jìn)入處理系統(tǒng)后，某些重金屬離子、絡(luò)合陰離子和某些有機(jī)物如果濃度超過(guò)一定水平，會(huì)導(dǎo)致活性污泥中毒，抑制某些生物活性。反硝化菌和聚磷菌對(duì)毒性和抑制性物質(zhì)的反應(yīng)與傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)中污泥的反應(yīng)基本相同，毒性或抑制劑量見下表。與異養(yǎng)細(xì)菌相比，硝化細(xì)菌更容易受到毒物的抑制。一些對(duì)異養(yǎng)菌無(wú)毒的物質(zhì)可以抑制硝化細(xì)菌的形成。而同樣的抑制物質(zhì)，在一定濃度水平下，對(duì)異養(yǎng)菌沒(méi)有毒性，但可能對(duì)硝化細(xì)菌有抑制作用。

一些抑制生物硝化作用的有機(jī)物質(zhì)

抑制硝化作用的某些重金屬和無(wú)機(jī)物的濃度

一個(gè)

有機(jī)物

出現(xiàn)75%抑制時(shí)的濃度(毫克/升)

種類

抑制時(shí)的濃度(毫克/升)

2

苯胺

一個(gè)

六價(jià)鉻

0.25

三

乙二胺

一個(gè)

銅

0.005~0.5

四

萘胺

一個(gè)

導(dǎo)致

0.5

五

芥子油

一個(gè)

鎂

50

六

苯酚

5.6

鎳

0.25

七

甲基哌吲哚酚

七

鋅

0.08~0.5

八

硫脲

0.076

氰化物

0.34

九

氨基硫脲

0.18

硫酸鹽

500

3、提高AAO工藝處理效果的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

一般A2/O工藝脫氮效果好的時(shí)候，除磷效果差，反之亦然。很難同時(shí)獲得良好的脫氮除磷效果。為此，提出了A2/O工藝的改進(jìn)措施，以提高該工藝的整體處理效果。

1。在設(shè)計(jì)和運(yùn)行中，確保污泥回流比為(60~100)%，污泥回流至厭氧段為(10~20)%，其余回流至缺氧段。這樣就減少了進(jìn)入?yún)捬醵蔚南跛猁}和溶解氧的量，更大程度地維持了厭氧環(huán)境，同時(shí)保證了所需的污泥濃度。
2。原污水應(yīng)能同時(shí)進(jìn)入?yún)捬醵魏腿毖醵?。根?jù)脫氮除磷生化反應(yīng)對(duì)有機(jī)碳源的需求，進(jìn)入?yún)捬醵魏腿毖醵蔚奈鬯髁繎?yīng)通過(guò)閘門進(jìn)行調(diào)節(jié)。研究表明，要獲得較高的脫氮除磷效果，可以按照1/3污水進(jìn)入缺氧段來(lái)設(shè)計(jì)。
3?；亓魑勰嗵嵘捎脻撐郾么媛輻U泵，回流污泥和污水進(jìn)入?yún)捬醵魏腿毖醵尾捎脻撨M(jìn)水，減少?gòu)?fù)氧。
4。如果厭氧段和缺氧段的水下攪拌器功率一般設(shè)計(jì)為3~5W/m3，會(huì)在池內(nèi)產(chǎn)生渦流，導(dǎo)致混合液中溶解氧增加，影響脫氮除磷效果；但是，如果攪拌功率太低，混合溶液中的污泥可能會(huì)沉積。
5。取消消化池，將剩余污泥直接濃縮過(guò)濾成泥餅，避免了A2/O工藝高磷剩余污泥在消化過(guò)程中磷的重新釋放和溶解，影響除磷效果。
6。A2/O工藝的泥齡值應(yīng)考慮脫氮除磷的要求，泥齡一般為15~20d。
7?；旌弦夯亓鞅鹊娜≈狄紤]兩個(gè)方面:A2/O工藝對(duì)脫氮率的高要求和運(yùn)行費(fèi)用的降低。一般以(300~400)%為宜。此時(shí)脫氮率可以達(dá)到70%以上，運(yùn)行成本也不會(huì)太高。如缺氧池和好氧池設(shè)計(jì)為同心圓，外圓為環(huán)形好氧池，采用轉(zhuǎn)刷曝氣推流；同心圓中間是一個(gè)圓形缺氧反硝化池，由潛水?dāng)嚢杵鲾嚢柰苿?dòng)。
來(lái)自厭氧段的混合液通過(guò)缺氧池環(huán)形隔墻上的開口進(jìn)入好氧段，而來(lái)自好氧段的混合液通過(guò)隔墻上的旋轉(zhuǎn)門回流至缺氧段，混合液的回流量通過(guò)控制旋轉(zhuǎn)門的開度來(lái)調(diào)節(jié)，這樣回流的混合液就不需要用泵提升，大大節(jié)約了能耗，保證了較高的脫氮率。昆明市第二污水處理廠采用該結(jié)構(gòu)，效果良好。
8。在A2/O工藝設(shè)計(jì)中，為了獲得更好的處理效果和更靈活的運(yùn)行條件，一般采用設(shè)計(jì)參數(shù):厭氧階段污泥負(fù)荷率> 0.10kg bo D5/kg mlss·d；厭氧段中的S-P/S-BOD56。
好氧階段污泥負(fù)荷率
9。A2/O工藝中，水力停留時(shí)間一般為6~8h，三級(jí)水力停留時(shí)間的適宜比例為厭氧:缺氧:好氧= 1: 1: (3 ~ 4)。

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