A2-O工藝脫氮除磷及其優(yōu)化控制的研究.pdf

1、A2/O工藝（厭氧-缺氧-好氧）是一種在城市污水廠應(yīng)用最為廣泛的同步脫氮除磷工藝之一，其具有構(gòu)造簡單、總水力停留時間短且控制運(yùn)行的復(fù)雜性小等優(yōu)點。就目前來看，在沒有更好的生物脫氮除磷工藝出現(xiàn)之前，國內(nèi)將在較長的一段時期內(nèi)，仍會以 A2/O工藝原理為主導(dǎo)來設(shè)計、修建各種規(guī)模的城市污水處理廠。
　　雖然 A2/O工藝已得到了廣泛應(yīng)用，但是其本身存在一些難以克服的內(nèi)在矛盾，如基質(zhì)競爭和污泥齡矛盾，使得脫氮和除磷關(guān)系無法均衡，處理效率難以

2、提高。隨著人們生活水平的提高和生活習(xí)慣的改變，我國城市污水水質(zhì)也發(fā)生了相應(yīng)變化，目前低 C/N比污水在我國十分常見，碳源的缺乏會使得 A2/O工藝中的內(nèi)在矛盾更加激化，A2/O工藝原有的設(shè)計參數(shù)是否適合也值得探討。基于此，本研究以連續(xù)流和序批試驗結(jié)合的方式對 A2/O工藝脫氮除磷及其優(yōu)化控制進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
　　通過維持好氧段平均 DO濃度為4.0、3.0、2.0和1.0mg/L研究了 DO對A2/O工藝運(yùn)行的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn) CO

3、D的去除基本不受 DO濃度的影響，TN去除率隨著 DO濃度的降低逐漸提高，同時系統(tǒng)的SND率也會逐漸提高。若僅僅維持較高的脫氮效率，可使得 A2/O工藝在低 DO條件下運(yùn)行。DO濃度對生物除磷有著明顯的影響，在DO濃度不低于1.0mg/L的時候，系統(tǒng)一直維持較高的生物除磷活性，而當(dāng)DO濃度維持在1.0mg/L左右的時候，系統(tǒng)的除磷效率逐漸惡化，必須輔以化學(xué)除磷。綜合來看，若維持 A2/O工藝有較高的脫氮除磷效率，好氧區(qū)的平均DO至少應(yīng)為

4、2.0mg/L。
　　碳源類型對 A2/O工藝脫氮除磷及其代謝過程有明顯影響。乙酸和丙酸作為碳源的研究結(jié)果表明厭氧段的代謝符合選擇性縮合理論。乙酸為碳源的時候糖原的含量和變化量較大，推測其代謝可能是能是 ED和EMP的混合途徑。碳源類型對生物脫氮的影響不大，但是對生物除磷及其過程變化有較大的影響。和乙酸相比，丙酸作為碳源時需要更少的曝氣量（節(jié)省能量）、代謝過程中的能量循環(huán)及需求較小，且胞內(nèi)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化量小，反應(yīng)過程更為平穩(wěn)。

5、　　采用阿特拉津作為目標(biāo)物質(zhì)進(jìn)行的有毒物質(zhì)沖擊試驗研究表明，短時（3d）阿特拉津沖擊（15、10、5mg/L）不會對 A2/O系統(tǒng)的有機(jī)物、脫氮和除磷效率產(chǎn)生明顯影響，SOUR測定結(jié)果顯示，不同種類的微生物對阿特拉津沖擊的響應(yīng)不同。異養(yǎng)菌的活性受到阿特拉津的影響較小，沖擊前后的SOUR分別為5.74 mgO2/g-SS h和5.56 mgO2/g-SS h，而硝化細(xì)菌受到的影響較大，AOB和NOB的SOUR在阿特拉津沖擊期間分別降低了6

6、6.0％和12.3%。
　　pH和ORP的變化可以動態(tài)指示A2/O工藝中的反應(yīng)過程。pH可用于反應(yīng)過程及處理結(jié)果的初步判斷；ORP可用于指示系統(tǒng)進(jìn)水 COD負(fù)荷的高低，同時還和缺氧區(qū)出水NOx--N（NO2--N+NO3--N）濃度的高低對應(yīng)。
　　正常運(yùn)行的A2/O工藝中缺氧區(qū)存在吸磷現(xiàn)象，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)缺氧吸磷的比例在50%左右時，系統(tǒng)整體的脫氮除磷效率較高。維持適當(dāng)大的混合液回流比，增加適當(dāng)大的缺氧區(qū)容積，可強(qiáng)化缺氧區(qū)吸磷

7、，節(jié)省碳源從而提高脫氮除磷的效率，這為 A2/O工藝用于處理低 C/N比生活污水提供了一個運(yùn)行思路，也是對傳統(tǒng)設(shè)計運(yùn)行參數(shù)的一個改良。PCR-DGGE研究結(jié)果表明，微生物群落的變化和反應(yīng)器處理效率及缺氧區(qū)吸磷比例的變化動態(tài)對應(yīng)，但是這種變化是緩慢過渡的，在本系統(tǒng)中Uncultured Chlorobi bacterium是一種具有反硝化除磷作用的菌群。
　　采用配水研究表明，A2/O工藝運(yùn)行控制不當(dāng)也會出現(xiàn)污泥膨脹問題，在生物脫氮

8、除磷系統(tǒng)中，負(fù)荷控制比DO控制對控制污泥膨脹更為有效。
　　在序批試驗中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)運(yùn)行狀態(tài)從脫氮狀態(tài)轉(zhuǎn)換至除磷狀態(tài)時，隨著除磷性能的好轉(zhuǎn)，系統(tǒng)中的污泥容易形成顆粒污泥。除磷系統(tǒng)中形成的顆粒污泥具有發(fā)達(dá)的微孔結(jié)構(gòu)，隨著污泥粒徑的增加，污泥的孔徑、總孔容積和比表面積逐漸減小。顆粒污泥較小時，其微觀結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，從而使得物質(zhì)在顆粒內(nèi)外的傳遞更加容易，生物活性更強(qiáng)。顆粒污泥的生物活性區(qū)域的厚度隨著粒徑的增加其百分比逐漸下降，除磷活性和除磷能