如何提高AAO工艺的处理效果

传统的活性污泥法是一种较早应用Z的工艺，具有较高的有机物去除效率。近20年来，水体富营养化的危害越来越严重，脱氮除磷被列入污水处理的目标，于是出现了活性污泥法的改良AO工艺和AAO工艺。AO工艺有两种，一种是厌氧-好氧除磷工艺，另一种是缺氧-好氧除氮工艺。AAO工艺是一个脱氮除磷的过程。

1、AAO工艺原理及过程

A-A-O生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥法、生物硝化反硝化工艺和生物除磷工艺的结合。在此工艺流程中，BOD、ss和各种形式的氮和磷将一起被去除。在系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成，特定厌氧和一般特定好氧菌群基本被工艺流程消灭。在好氧阶段，硝化菌通过生物硝化作用将进水中的氨氮和被有机氮氨化的氨氮转化为硝酸盐；在缺氧阶段，反硝化菌通过生物反硝化作用将内回流带入的硝酸盐转化为氮气逃逸到大气中，从而达到反硝化的目的；在厌氧阶段，聚磷菌释放磷，吸收低级脂肪酸等易降解有机物。而在好氧阶段，聚磷菌吸收过量的磷，并通过剩余污泥的排放来除磷。
以上三种细菌都可以去除BOD，但去除BOD的主要是反硝化细菌。上述物质的去除过程可以通过图中所示的过程特性曲线直观地表示出来。污水进入曝气池后，随着聚磷菌的吸收、反硝化细菌的利用以及好氧阶段的好氧生物降解，BOD浓度逐渐降低。在厌氧阶段，由于聚磷菌释放的磷，TP浓度逐渐升高，在缺氧阶段上升到Z高。在缺氧阶段，一般认为聚磷菌既不能吸收也不能释放磷，TP保持稳定。在好氧阶段，由于聚磷菌的吸收，TP迅速下降。在厌氧阶段和缺氧阶段，氨氮浓度稳步下降，到好氧阶段，氨氮随着硝化作用逐渐下降。在缺氧阶段，NO3-N瞬间上升，主要是由于内回流带入大量NO3-N，但随着反硝化的进行，硝酸盐浓度迅速下降。在好氧阶段，随着硝化作用的进行，NO3-N浓度逐渐升高。

2、AAO工艺参数和影响因素

A-A-O生物脱氮除磷的功能是去除有机物、脱氮除磷的一体化，因此其工艺参数应同时满足各种功能的要求。如果能有效去除氮或磷，同时也能有效去除BOD。但是，除磷和脱氮往往是矛盾的，体现在一些参数上，以至于这些参数只能被限制在一个很窄的范围内，这是A-A-O系统工艺控制复杂的主要原因。
1)F/M和SRT的完全生物硝化
是高效生物脱氮的前提，所以F/M越低，SRT越高，脱氮效率越高，而生物除磷要求F/M高，SRT低。A-A-O生物脱氮除磷是一种灵活的工艺，可以侧重于脱氮、除磷或两者兼而有之。如果既要有一定的脱氮效果，又要有一定的除磷效果，F/M一般控制在0.1 ~ 0.18 kgbod5/(kgmlvssd)，SRT一般控制在8 ~ 15天。
2)水力停留时间
水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。厌氧段的水力停留时间一般在1 ~ 2小时范围内；缺氧期的水力停留时间为1.5 ~ 2小时；好氧期的水力停留时间一般应为6小时。
3)内回流和外回流
内回流比R一般在200 ~ 500%之间，取决于进水的TKN浓度和所需的脱氮效率。一般认为脱氮效率Z在300 ~ 500%时最佳。外部回流比R一般在50 ~ 100%的范围内。在保证二沉池无反硝化和二次释磷的前提下，R应降至Z以下，以免将大部分NO3-N带回厌氧段，干扰释磷，降低除磷效率。
4)溶解氧的DO
厌氧阶段DO应控制在0.2mg/l以下，缺氧阶段DO应控制在0.5mg/l以下，好氧阶段DO应控制在2 ~ 3mg/l之间
5)COD/TKN和COD/TP
生物脱氮要求COD/TKN大于4.0，而生物除磷要求COD/TP大于20。如果达不到上述要求，应在污水中加入有机物。为了提高COD/TKN值，应加入甲醇作为营养源，加入乙酸等低级脂肪酸提高COD/TP值。
6)PH和碱度
在a-a-O生物除磷脱氮系统中，污泥混合液的PH值应控制在7.0以上，如果PH值小于6.5，可以增加碱度。
7)温度的影响
温度越高，越有利于生物脱氮。当温度低于15℃时，生物脱氮效率会明显下降。当温度下降时，很可能有利于除磷。
8)毒物和抑制物质
工业废水进入处理系统后，某些重金属离子、络合阴离子和某些有机物如果浓度超过一定水平，会导致活性污泥中毒，抑制某些生物活性。反硝化菌和聚磷菌对毒性和抑制性物质的反应与传统活性污泥系统中污泥的反应基本相同，毒性或抑制剂量见下表。与异养细菌相比，硝化细菌更容易受到毒物的抑制。一些对异养菌无毒的物质可以抑制硝化细菌的形成。而同样的抑制物质，在一定浓度水平下，对异养菌没有毒性，但可能对硝化细菌有抑制作用。

一些抑制生物硝化作用的有机物质

抑制硝化作用的某些重金属和无机物的浓度

一个

有机物

出现75%抑制时的浓度(毫克/升)

种类

抑制时的浓度(毫克/升)

2

苯胺

一个

六价铬

0.25

三

乙二胺

一个

铜

0.005~0.5

四

萘胺

一个

导致

0.5

五

芥子油

一个

镁

50

六

苯酚

5.6

镍

0.25

七

甲基哌吲哚酚

七

锌

0.08~0.5

八

硫脲

0.076

氰化物

0.34

九

氨基硫脲

0.18

硫酸盐

500

3、提高AAO工艺处理效果的经验总结

一般A2/O工艺脱氮效果好的时候，除磷效果差，反之亦然。很难同时获得良好的脱氮除磷效果。为此，提出了A2/O工艺的改进措施，以提高该工艺的整体处理效果。

1。在设计和运行中，确保污泥回流比为(60~100)%，污泥回流至厌氧段为(10~20)%，其余回流至缺氧段。这样就减少了进入厌氧段的硝酸盐和溶解氧的量，更大程度地维持了厌氧环境，同时保证了所需的污泥浓度。
2。原污水应能同时进入厌氧段和缺氧段。根据脱氮除磷生化反应对有机碳源的需求，进入厌氧段和缺氧段的污水流量应通过闸门进行调节。研究表明，要获得较高的脱氮除磷效果，可以按照1/3污水进入缺氧段来设计。
3。回流污泥提升采用潜污泵代替螺杆泵，回流污泥和污水进入厌氧段和缺氧段采用潜进水，减少复氧。
4。如果厌氧段和缺氧段的水下搅拌器功率一般设计为3~5W/m3，会在池内产生涡流，导致混合液中溶解氧增加，影响脱氮除磷效果；但是，如果搅拌功率太低，混合溶液中的污泥可能会沉积。
5。取消消化池，将剩余污泥直接浓缩过滤成泥饼，避免了A2/O工艺高磷剩余污泥在消化过程中磷的重新释放和溶解，影响除磷效果。
6。A2/O工艺的泥龄值应考虑脱氮除磷的要求，泥龄一般为15~20d。
7。混合液回流比的取值要考虑两个方面:A2/O工艺对脱氮率的高要求和运行费用的降低。一般以(300~400)%为宜。此时脱氮率可以达到70%以上，运行成本也不会太高。如缺氧池和好氧池设计为同心圆，外圆为环形好氧池，采用转刷曝气推流；同心圆中间是一个圆形缺氧反硝化池，由潜水搅拌器搅拌推动。
来自厌氧段的混合液通过缺氧池环形隔墙上的开口进入好氧段，而来自好氧段的混合液通过隔墙上的旋转门回流至缺氧段，混合液的回流量通过控制旋转门的开度来调节，这样回流的混合液就不需要用泵提升，大大节约了能耗，保证了较高的脱氮率。昆明市第二污水处理厂采用该结构，效果良好。
8。在A2/O工艺设计中，为了获得更好的处理效果和更灵活的运行条件，一般采用设计参数:厌氧阶段污泥负荷率> 0.10kg bo D5/kg mlss·d；厌氧段中的S-P/S-BOD56。
好氧阶段污泥负荷率
9。A2/O工艺中，水力停留时间一般为6~8h，三级水力停留时间的适宜比例为厌氧:缺氧:好氧= 1: 1: (3 ~ 4)。

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