两点进水改良A2/O工艺硝化除磷调控分析

摘要：江门市某污水处理厂首期工程采用两点进水改良a2/O工艺，运营生产10年以来，在保证出水NH3―N达标的情况下通过生化除磷使出水TP≤1.5mg/L。运营经验表明，掌握工艺调控的关键因素，使两点进水改良A2/O工艺的硝化除磷能力充分发挥，是高效生化除磷的关键。

关键词：A2/O；硝化除磷；TP

江门市某污水处理厂首期工程（5×104m3/日）设计要求出水NH3―N≤8mg/L、TP≤1.5mg/L。运营经验表明，通过加强工艺运行管理，使上述两项指标达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）的一级B标准和广东省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）第二时段一级标准。

1两点进水改良A2/O工艺流程及特点

首期工程工艺采用两点进水改良A2/O，该工艺在原水与回流污泥混合后进入氧化沟时，分为两处，一处为厌氧段进水，一处缺氧段进水，构筑物中这两处进水位置均设有电动闸阀，这种设置是氧化沟工艺的改良工艺，主要目的是将回流污泥分两点加入，减少加入到厌氧段的回流污泥量，从而减少进入厌氧段的硝酸盐与溶解氧，厌氧释磷越充分，总的除磷效果也越好[1]，而其余的回流污泥则回流到缺氧段保证脱氮的需要，这种设置可以增强脱氮除磷的效果。

江门市某污水处理厂首期工程工艺流程如图1所示。

图1 两点进水改良A2/O工艺流程图

2运行管理的调控分析

2.1控制剩余污泥排放

图22009年8月―2010年8月排泥量与TP月相关曲线

图2为2009年8月―2010年8月的月生产数据绘制剩余污泥排放量和出水TP相关曲线，出水为24h混合样。

排泥是我厂维持曝气池生物系统动态平衡的关键操作，是实现高效除磷的重要途径。排泥可以通过调节剩余污泥泵的运转台数及时间来控制。

2009年8月至11月，减少排泥量，出水TP不断升高；从12月开始增加排泥量，出水TP有所下降且趋于稳定。2009年11月、12月和2010年6月对排泥量进行较大调整造成出水TP波动，2009年11月排泥量为350m3/d，12月增加至700 m3/d，2010年6月增加至1850 m3/d。这表明出水TP与排泥量呈负相关关系，排泥量增加时污泥龄降低，硝化细菌减少，有利于除磷，出水TP降低，NH3―N升高。

2.2控制曝气池污泥浓度在2500～3500 mg/L范围之内

在我厂运行中发现改良A2/O工艺硝化除磷有一个污泥浓度适用范围，控制污泥浓度在2500～3500 mg/L，TP和NH3―N出水达标。当污泥浓度控制过低或过高时不仅影响除磷效果，同时也会影响NH3―N的出水效果。

图3是2009年8月―2010年8月出水TP与曝气池污泥浓度的月相关曲线。污泥浓度小于2500 mg/L时除磷效果较差；污泥浓度大于5000 mg/L，出水TP升高。2009年12月―2010年4月污泥浓度控制在2500～3500 mg/L时，系统处于受控状态。

图32009年8月―2010年8月出水TP与污泥浓度的月相关曲线

因为当污泥浓度较低时，厌氧段的聚磷菌浓度较低，生化反应速率降低，厌氧释磷效果差，好氧段聚磷菌吸磷能力降低，除磷效果较差；当污泥浓度过高时，曝气时扩散阻力增大，供氧的利用率下降，好氧段聚磷菌吸磷能力降低，出水TP升高。污泥浓度较低时进行工艺调控，出水指标变化较大，污泥负荷较高，曝气池上容易出现大量白色泡沫，而维持较高的污泥浓度运行能缓冲调控不当对生物系统造成的冲击，使生物系统相对稳定。为避免降低污泥浓度对硝化除磷产生不利影响，应保持曝气池污泥浓度在2500～3500 mg/L范围之内。

污泥浓度可以通过对排泥量，曝气量和改变污泥回流比等操作进行调控。

2.3不能将TP或NH3―N指标控制过低

图4 为2009年8月―2010年8月出水TP与NH3―N的月相关曲线，为负相关关系。2009年8月―11月TP的浓度不断升高，经分析认为，其中原因之一是NH3―N浓度控制过低引起的。2009年12月―2010年3月出水NH3―N浓度不断升高，出水TP浓度逐渐下降，出水TP和NH3―N同步达标，并趋于稳定。由于硝化与除磷所需的环境条件是相互矛盾的，主要表现在泥龄、碳源及硝酸盐等方面，因此，若TP或NH3―N出水指标控制过低，会引起另一出水指标升高。

若工艺要求高效除磷而引起氨氮大幅升高时，应及时对生物系统进行调控，减少排泥量，维持生物系统的动态平衡。因为聚磷菌占优势，势必会抑制硝化菌的生长，反之亦然。TP随工艺调整变化较快，NH3―N变化缓慢，要实现同步硝化除磷，需要循序渐进调整工艺，使生化反应朝工艺需要的方向发展，若调整不当，生化反应将偏向某一方向进行，不能实现同步硝化除磷。

图42009年8月―2010年8月出水TP与NH3―N的月相关曲线

2.4通过两点进水改良A2/O工艺重新分配碳源和回流污泥

调整氧化沟前端进入厌氧段和缺氧段的进水电动阀门开度，采用不同的进水比例重新分配碳源，降低回流污泥中硝酸盐对厌氧释磷的影响，为后续厌氧段的聚磷菌释磷创造良好的厌氧环境。根据我厂运营生产实践表明，在保证总的污泥回流比为60%~100%的情况下，一般到厌氧段的回流污泥比为10%即可满足除磷的需要，而其余的回流污泥则回流到缺氧段保证脱氮的需要，这种设置能很好地解决缺氧段反硝化碳源不足的问题，反硝化细菌利用进水的有机碳源将回流污泥中带入大量NO3―N和NO2―N还原为N2释放至空气，同步实现脱氮除磷。

2.5二沉池活性污泥老化和反硝化影响出水TP

二沉池是进行泥水分离的场所，活性污泥老化后沉降性能较好，但絮凝性较差，一部分絮体脱离菌胶团，同时，缺氧反硝化产生的N2也使密度小的活性污泥随着气泡上浮，其直接后果是增加了出水中的SS含量，SS携带污泥中的磷，使出水TP含量相应增加，严重时还会造成污泥流失而使系统运行不稳定。另外，二沉池的厌氧条件也使污泥中的磷重新释放而使出水TP升高。通常采用将硝化过程控制在低负荷下运行降低进入二沉池的硝酸盐浓度、增加氧化沟好氧末段DO和调整回流比改善活性污泥老化问题，使出水TP达标排放[2]。

2.6采用化学除磷保证出水TP和TN达标排放

城市生活污水的碳源浓度普遍较低，难以满足同时高效脱氮除磷的要求[3]，为了提高脱氮除磷效果、保证出水达标的需要，我厂设加药间一座，包括输药泵、储药池、溶液池、加药泵等。通过多年生产运营实践表明，液态的硫酸铁比固态的聚合铝铁脱氮除磷的效果更好，并且在氧化沟出水口处投加浓度为4 mg /L液态的硫酸铁效果最好。通过化学除磷加强了生物系统排磷力度，使系统污泥中磷含量相对减少，因此，污泥回流到厌氧池后释磷过程所需的碳源也就相对减少，那么就为缺氧池反硝化作用留下了更多的碳源，使得系统反硝化脱氮能获得更加充分的碳源，从而提高生物系统TP和TN去除率，保证出水达标排放。

3结论

（1）控制剩余污泥排放是实现高效硝化除磷的重要途径。

（2）维持曝气池污泥浓度在2500～3500 mg/L范围之内是工艺运行的必要条件，低污泥浓度或高污泥浓度运行对硝化除磷都会产生不利影响。

（3）不能将TP或NH3―N指标控制过低，负相关关系的两个指标若其中一个指标控制过低会引起另一个指标大幅度升高，要实现同步硝化除磷需要循序渐进调整工艺。

（4）通过两点进水重新分配碳源和回流污泥是硝化除磷的重要环节，改良A2/O工艺以降低回流污泥中硝酸盐对厌氧释磷的影响，同时能解决缺氧段反硝化碳源不足的问题，实现同步脱氮除磷。

（5）二沉池活性污泥老化和反硝化影响出水TP。通常采用将硝化过程控制在低负荷下运行降低进入二沉池的硝酸盐浓度、增加氧化沟好氧末段DO和调整回流比加速活性污泥在曝气池和沉淀池之间的循环等措施，满足除磷效果。

（6）采用化学除磷是保证出水TP和TN达标排放的重要因素。通过在氧化沟出水口处投加浓度为4 mg /L液态的硫酸铁，提高生物系统脱氮除磷效果。

参考文献：

[1]朱灵峰,张乐,明海涛,等. A2/O工艺中的反硝化除磷现象[J]. 人民黄河,2011,33(1):64-65.

[2]王志辉,翟敏. UCT工艺和倒置A2/O工艺的除磷条件研究[J].河南化工，2010，27(7):18-19.

[3]张光明,杜锋伟,朱易春,等. A2/O生物同步脱氮除磷及其改良工艺进展[J].黑龙江大学自然科学学报,2010,27(6):739-743.