倒置A2/O工艺的改进与应用

本文描述了一种改进的倒置式多点进水A2/O污水处理工艺，并对现在国内外主流污水处理工艺做了简单的介绍和比较，最后针对倒置式多点进水A2/O工艺在污水处理厂的应用做了简要的介绍。

污水处理厂污水处理工艺倒置式多点进水A2/O工艺

中图分类号：S219.06 文献标识码：A 文章编号：

引言

污水处理对于改善环境质量全人类生存环境，促进社会的可持续发展具有非常重要的意义。目前，国内外的污水处理方法主要有物理、化学、物理化学，以及生物等几种，这些方法根据实际情况，可以单一使用，也可以针对不同的污水混合使用。目前，污水处理的方法一般以生物处理法为主，辅以物理处理法和化学处理法[1]。

本文结合传统A2/O的污水处理工艺，提出了一种改进的倒置式多点进水A2/O处理工艺，并针对本工艺在污水处理厂的应用做出简要的介绍。

A2/O工艺介绍

A²/O工艺简介

A²/O工艺，是目前较为流行的具有一定代表性的污水生物脱氮除磷技术。该工艺的生化部分由厌氧（A1）、缺氧（A2）、好氧（O）三池组成。形成所谓A1/A2/O布置形式。经过多年的系统研究，证实了该工艺不仅在脱氮除磷[2]效果方面优于常规的A²/O工艺，而且工艺流程见图1。

图1 A²/O工艺流程图

这是一种推流式的前置反硝化型BNR工艺，其特点是厌氧、缺氧和好氧三段功能明确、界限分明，可根据进水条件和出水要求，人为地创造和控制三段的时空比例的运转条件，只要碳源充足便可根据需要达到比较高脱氮率。其他各种生物方法脱氮除磷工艺都是立足于本工艺的基本原理的基础上逐步改进发展而来的。

常规生物脱氮除磷工艺厌氧（A1）/缺氧（A2）/好氧（O）的布置形式。该布置在理论上基于这样一种认识，即：聚磷微生物有效释磷水平的充分与否，对于提高系统的除磷能力具有极端重要的意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷。

不过常规A²/O工艺存在以下三个缺点：

①由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响。

②由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的除磷效果。

③由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际只有一小部分经历了完整的放磷、吸磷过程，这对系统除磷效果不利。

UCT工艺简介

为克服A²/O工艺由于回流污泥中硝酸盐进入厌氧区影响磷的释放，UCT工艺[3]是在A²/O工艺的基础上将回流方式进行调整后提出的新工艺。工艺流程图如图2所示。

图2 UCT工艺流程图

但UCT工艺仍然存在一些缺点：

①UCT工艺比传统的A²/O工艺多了一级污泥回流，因此增加了系统的复杂程度，自控要求和耗能有所增加。

②与A²/O工艺类似，剩余污泥只有一部分经历了完整的放磷、吸磷过程。

③与A²/O工艺类似，反硝化在碳源分配上处于不利地位，影响了系统的脱氮效果。

VIP工艺简介

VIP工艺[4]是美国Randall教授开发的一种生物除磷脱氮工艺。其流程类似于UCT工艺，但与UCT工艺存在两处不同：

①厌氧段、缺氧段和好氧段的每一部分都有两个以上的池子组成，其放磷和摄磷的速度很快。

图3 VIP工艺流程图

②污泥龄比UCT工艺短、负荷比UCT工艺高，因而运行速率高，所需反应设备容积小。其设计污泥龄一般为5-10天。

图3为VIP工艺流程图。

VIP工艺由于在回流方式上同UCT工艺类似，因而也存在能耗高、脱氮效果不理想的缺点。

2 倒置式多点进水A²/O工艺

为避免传统A²/O工艺回流硝酸盐对厌氧池放磷的影响，通过吸收改良A²/O工艺的优点，将缺氧池置于厌氧池前面，来自二冗池的回流污泥和原污水以及混合液回流均进入缺氧段，回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氧，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，缺氧段污泥浓度可较好氧段高出50%。单位池容的反硝化速率明显提高，反硝化作用能够得到有效保证。如果设置多点进水，可根据不同进水水质、不同季节情况下生物脱氮和生物除磷所需碳源的变化，调节分配至缺氧段和厌氧段的进水比例，反硝化作用能过得到有效保证，系统中的除磷效果也有保证，与其他除磷脱氮工艺相比具有明显的优点[5]。

为了克服上述三种工艺的缺点，提出了倒置式多点进水A²/O工艺。倒置式多点进水A²/O工艺的流程图见图4。

图4 倒置式多点进水A2/O工艺流程图

倒置式多点进水A²/O工艺的特点是：

①缺氧区位于工艺系统首端，优先满足反硝化反应对碳源的需求，强化了处理系统的脱氮功能，避免了回流污泥携带的硝酸盐对厌氧释磷的不良影响，也使所有的回流污泥全部经历完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程。

②聚磷菌经过厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用，提高了处理系统除磷能力。

③将常规A²/O工艺的污泥回流系统与混合液回流（好氧混合液与缺氧混合液）系统合二为一组成了唯一的污泥回流系统，工艺流程大大简化，不仅便于运行管理，也使投资与运行成本大大下降[6]。

综上所述，倒置式多点进水A²/O工艺式最成熟可靠的脱氮除磷工艺，投资及运行成本均较经济。

3 应用实例

本课题以上海市嘉定区污水处理厂二期工程控制系统的实现为背景，规模为日处理污水5万m3。本系统的总工艺流程图见图5。

本污水处理厂包括污水处理和污泥处理两个系统。污水处理系统包括进粗格栅、提升泵房、细格栅、沉砂池、鼓风机房、氧化沟（缺氧池/厌氧池/好氧池）、二沉池、消毒出水池等，污泥处理系统包括污泥泵房、脱水机房等几部分。

本污水处理厂的污水处理流程是：污水经污水排放管网进入粗格栅，滤除大块固体悬浮物后，再由提升泵将污水提升到细格栅，滤除细小的漂浮物和浮渣，然后流入沉砂池，进行砂水分离，去除水中密度较大的无机颗粒，以保护后续处理设施的证常运行。然后污水进入氧化沟，进行生化处理。经生化处理后的污水进入二沉池进行污泥沉淀，经过污泥沉淀后的污水经紫外线消毒后到出水池，最后排放。二沉池分离的一部分生物活性污泥回流到氧化沟，另一部分剩余污泥流经污泥泵房进入污泥处理系统，剩余污泥进入贮泥池，最后进入脱水机房进行脱水处理，脱水处理后就可进行二次利用。

图5某污水处理厂总工艺流程图

4 总 结

传统A2/O工艺有其固有的缺点，往往在保证脱氮效果的同时除磷效果不佳。在充分分析传统A2/O工艺的基础上提出了将缺氧池至于厌氧池前面，厌氧池后设置好氧池的分点进水的倒置式多点进水A2/O工艺。工程实例表明，在COD去除能力与常规A2/O工艺相当的情况下，倒置式多点进水A2/O工艺的脱氮除磷功能明显优于常规A2/O工艺。该工艺工艺流程简便，运行可靠，操作灵活，污泥量小，并且运行经验日益丰富。

从系统的运行情况来看，该倒置式多点进水A2/O工艺大大提高了系统的脱氮除磷效率。经过半年时间的试生产，已经取得较为满意的成果。

参考文献

[1]李广贺，刘兆昌，等.水资源利用工程与管理[M].北京:清华大学出版社，1998:5-15

[2]李旭东,杨芸等,废水处理技术及工程应用[M].北京：机械工业出版社,2003:60.

[3]陈韬.A/O工艺实时控制与短程脱氮的基础研究.哈尔滨工业大学工学博士学位论文，2003，06

[4]刘欣凯.国内外城市污水处理现状及展望[J].防灾博览，2005，(5):25.

[5]毕学军,高廷耀,缺氧/厌氧/好氧工艺的脱氮除磷研究[J].上海环境科学,1999,18(1):20.

[6]张自杰，阁帆．活性污铌生物学与反应动力学，北京：中国环境科学出版社，1996