分析试论A2/O工艺的影响因素

摘要：近几年来，A2/O工艺相继用于处理城市污水、石油化工废水、食品加工废水等方面。本文作者根据多年来的工作经验，对A2/O工艺的影响因素进行了分析，具有一定的参考意义。

关键词：A2/O工艺 影响因素 脱氮除磷

中图分类号： F4 文献标识码： A 文章编号：

0.引言

如今我国在发展工业化、城市化和现代化过程中，工业、农业和城市的发展是不平衡的，它们对环境污染的贡献也是不同的，城市污水是水污染的重要污染源。城市污水是指排入城市污水管网的各种污水的总合，有生活污水，也有一定量的各种工业废水、还有地面降水并夹杂各种垃圾、废物、污泥等，是一种成分极为复杂的混合液体，其中氮和磷又是我国城市污水的两大主要污染物。

A2/O工艺作为除磷脱氮的主要工艺之一，具有处理效果好，处理过程稳定可靠、处理成本低、操作管理方便等优点。近几年来，A2/O工艺相继用于处理城市污水、石油化工废水、食品加工废水等方面。研究A~2/O工艺的生物脱氮除磷的机理、影响因素等，已经成为污水研究领域的一个热点。

1. A2/O工艺机理

A2/O（Anaerobic/Anoxic/Oxic）生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化脱氮工艺和生物除磷工艺的综合。污水经过厌氧（Anaerobic）缺氧（Anoxic）及好氧（Oxic）3 个生物处理过程，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一并被去除。

A2/O系统一般采用推流式活性污泥系统。原污水首先进入厌氧段，兼性厌氧的发酵菌将污水中的可生物降解的大分子有机物转化为VFA（挥发性脂肪酸）这类分子量较小的中间发酵产物。聚磷菌可将菌体内贮积的聚磷酸盐分解，并放出能量供专性好氧的聚磷菌在厌氧的“压抑”环境下维持生存，另一部分能量还可以供聚磷菌主动吸收环境中的VFA这类小分子有机物，并以聚-β-羟基丁酸盐（PHB）形式在菌体内储存起来。随后污水进入缺氧区，反硝化细菌就利用好氧区中经混合液回流而带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解的有机物进行反硝化，达到同时去碳脱氮的目的。厌氧区和缺氧区都设有搅拌混合装置，以防污泥沉积。接着污水进入曝气的好氧区，聚磷菌除了可吸收、利用污水中残剩的可生物降解的有机物外，主要是分解体内贮积的PHB，放出能量可供本身生长繁殖，还可以主动吸收周围环境中的溶解性磷，并以聚磷酸盐的形式在体内贮积起来。此时排放的出水中溶解态的磷浓度已相当低。好氧区中的有机物经厌氧区、缺氧区分别被聚磷酸盐和反硝化细菌利用后，浓度也相当低，这有利于自养型的硝化细菌的生长繁殖，此时NH+4经硝化作用转化为NO-3。非聚磷酸菌的好氧异养菌虽然也能存在，但它们在厌氧区受到严重的压抑，在好氧区又得不到充分的营养，因此在与其他生理类群的微生物竞争中处于劣势。排放的剩余污泥中，由于含有大量过量贮积聚磷酸盐的聚磷菌，污泥中磷含量很高，因此可较一般的好氧活性污泥大大的提高磷的去除效果。

A2/O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成，专性厌氧和一般专性好氧菌等菌群均基本被工艺过程所淘汰。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用，转化成氮气逸入大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放，将磷去除。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用，但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。污水进入A2/O生物池以后，随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解，BOD5浓度逐渐降低。在厌氧段，由于聚磷菌释放磷，TP浓度逐渐升高，至缺氧段升至最高。在缺氧段，一般认为聚磷菌既不吸收磷，也不释放磷，TP保持稳定。在好氧段，由于聚磷菌的吸收，TP迅速降低。在厌氧段和缺氧段，NH3-N浓度稳中有降，至好氧段，随着硝化的进行，NH3-N逐渐降低。在缺氧段，NO-3-N瞬间升高，主要是由于内回流带入大量NO-3-N，但随着反硝化的进行，NO-3-N浓度迅速降低。在好氧段，随着硝化的进行，NO-3-N浓度逐渐升高。

2. A2/O工艺的特点

①A2/O工艺由将厌氧、缺氧、好氧 3 种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机结合，能同体具有去除有机物、除磷脱氮的功能，该系统可以称为最简单的同步除磷脱氮工艺，总的水力停留时间少于其他同类工艺。② 在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI 值一般均小于 100。

③ 污泥中含磷浓度高，一般为 2.5％以上，具有很高的肥效。④ 运行中无需投药，厌氧段和缺氧段只用轻缓搅拌以不增加溶解氧为度，故运行费用低。

3. A2/O的主要影响因素

A2/O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合，因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。如能有效地脱氮或除磷，一般也能同时高效地去除BOD5。但除磷和脱氮往往是相互矛盾的，具体体现在某些参数上，使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内。这是A2/O系统在工艺控制中较为复杂的主要原因。

3.1 F/M 和 SRT完全的生物硝化，是高效生物脱氮的前提。因而，F/M越低，SRT越高，脱氮效率越高，而生物除磷则要求高F/M低SRT。A~2/O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺，可以以脱氮为重点，也可以以除磷为重点，当然也可以二者兼顾。如果既要求一定的脱氮效果，也要求一定的除磷效果，F/M一般应控制在 0.1～0.18kgBOD5/（kgMLVSS・d）,SRT一般应控制在 8～15 天。

3.2 水力停留时间.水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。厌氧段水力停留时间一般在1～2 小时范围内，缺氧段水力停留时间 1.5～2.0 小时，好氧段水力停留时间一般应在 6 小时。

3.3 溶解氧.溶解氧对该工艺影响较大。一般好氧段 DO 控制在 2～3mg/L 之间，而厌氧段和缺氧段，则DO越低越好，但由于回流和进水的影响，应保证厌氧段DO< 0.2mg/L，缺氧段 DO< 0.5mg/L。所以在系统中应采取措施，以保证各段 DO 在控制范围内。一般回流污泥多用潜水泵提升，以减少提升过程中的复氧，使厌氧段和缺氧段的DO 保持在最低值，以利于脱氮除磷。

3.4 内回流与外回流.内回流比r一般在 200～500％之间，具体取决于进水TKN浓度，以及所要求的脱氮效率。一般认为，300～500％时脱氮效率最佳。外回流比R一般在 50～100％的范围内。在保证二沉池不发生反硝化及二次放磷的前提下，应使R降至最低，以免将太多的NO-3-N带回厌氧段，干扰磷的释放，降低除磷效率。

3.5 BOD5/TKN与BOD5/TP。对于生物脱氮来说，BOD5/TKN至少应大于 4.0，而生物除磷则要求BOD5/TP >20。如果不能满足上述要求，应向污水中投加有机物。为了提高BOD5/TKN值，宜投加甲醇做补充碳源。为了提高BOD5/TP值，则宜投加乙酸等低级脂肪酸。

3.6 水温。温度越高，对生物脱氮越有利。当温度低于 15℃，生物脱氮效率将明显下降。而当温度降低时，则极有可能对除磷有利。一般水温不宜超过 30℃，在 13～18℃时，污染物去除率较稳定。

3.7 pH 和碱度。A2/O生物除磷脱氮系统中，污泥混合液的pH应控制在7.0之上；如果pH < 6.5，应外加石灰，补充碱度不足。

3.8 毒物及抑制物质。某些重金属离子、络合阴离子及一些有机物随工业废水排入处理系统以后，如果超过一定浓度，会导致活性污泥中毒，会使其生物活性受到抑制。反硝化细菌和聚磷菌对毒物及抑制物质的反映，同传统活性污泥系统的污泥基本一致。与以上菌类相比，硝化细菌更易受到毒物抑制。一些对异养菌无毒的物质会对硝化细菌形成一致。而同一种抑制物质，在某一浓度水平下，对异养菌无毒性，而对硝化细菌却可能有抑制作用。

4.讨论

A2/O工艺是颇有发展前途的污水处理工艺, 虽然该工艺尚需改进, 但该法电耗少、运行费用低且污泥处理费用也比较少, 不仅是节能污水处理工艺, 同时也是经济有效的脱氮除磷较先进的技术, 该工艺在控制水体富营养化及污水回用等方面也具有广泛的应用前景。

参考文献

1.于宏兵,吴 睿,段 宁,等.固定化酶酸化 / UASB 两相厌氧有机酸代谢特征[J].环境科学,2006,27(3):483- 487.

2.沈耀良,王宝贞.水解酸化工艺及其应用研究[J].哈尔滨建筑大学学报,1999, 32(6):35- 38.

3.郑兴灿,李亚新.污水除磷脱氮技术[M].北京:中国建筑工业出版社,1998.

4.李绍秀, 谢 晖,郭 玉.改良A2/O 工艺的工程实践[J].环境污染治理技术与设备, 2006,7(5):132- 134.

5.李绍秀,谢 晖,郭 玉.改良A2/O 工艺在污水处理厂中的应用[J].给水排水,2006,32(8):37-9.