A2/O工艺的优化及进展

摘要：A2/O工艺是生物脱氮除磷的有效方法之一。该文通过改变几个重要工艺设计参数，简要介绍A2/O工艺的优化及进展情况。

关键词：A2/O工艺 C/N比 溶解氧浓度

1 前言

污水脱氮除磷是防止水体富营养化问题的有效途径之一，生物脱氮和生物除磷在污水处理中通常被结合起来 。A2/O工艺由厌氧、 缺氧及好氧3部分组成，由于多种功能细菌群体共存于同一个污泥系统， 各种细菌所要求的最适宜的生存条件各不相同，因此系统不能同时满足不同细菌的最佳需求，不同的细菌群体会互相竞争食料和生存空间[1]。这种功能菌群对环境营养物质和生存空间的竞争就构成了A2/O工艺系统固有的不足。

众多研究者在对A2/O工艺脱氮除磷性能的 研究结果表明，A2/O 工艺的运行过程中存在下述矛盾问题：①硝酸盐：从好氧段回流到厌氧段的污泥中含有大量的硝酸盐，由于反硝化速度快于释磷速度，反硝化会抢先消耗易降解COD，使释磷作用受到抑制，进而导致系统除磷效率降低[2]。②碳源：反硝化和聚磷速率与废水中VFA 含量的关系最大，所以聚磷细菌和反硝化细菌都需要充足的碳源来进行聚磷和反硝化脱氮，但过量碳源对硝化细菌有抑制作用，降低系统硝化功能。③泥龄：硝化菌生长速率慢、世代期长 ，需要在较长的泥龄下运行才可以正常生长。但聚磷菌为短世代微生物， 在较短的泥龄下运行时可获得较高的除磷效率。④溶解氧：溶解氧的存在会抑制异养硝化盐还原反应， A2/O 系统在实际运行时， 为获得更高的脱氮效果， 常采用较大的内回流比， 使更多的NO3-进入到兼氧池进行反硝化处理，造成回流混合液中溶解氧破坏了缺氧硝化环境， 阻断反硝化反应的进行[3]。

2 A2/O工艺及技术的优化及最新进展

2.1 反硝化除磷工艺

2.1.1 工艺概述

最近研究表明，一些聚磷菌除了可以过量摄磷以外，还可以在厌氧/缺氧状态下，利用硝酸根做电子受体氧化细胞内储存的PHB， 反 硝 化 的 同时完成过量摄磷的细菌 ，即反硝化聚磷菌[5]。DPB将反硝化和除磷这2个过程合二为一， PHB既是反硝化除磷菌的碳源，又是能量储存物质，一碳两用，达到节省碳源的目的 。此外，反硝化除磷技术还具有曝气量省、污泥产量低等优点，为改良现有生物除磷工艺提供了一个新思路，其工艺的开发和研究日益受到重视，并成为污水脱氮除磷领域的研究热点问题。

2.1.2 优化及进展

对比A2/O工艺，无论是用传统方法改良A2/O工艺，还是用双泥系统改良A2/O 工 艺，在试验阶段和工程应用阶段都取得了不错的处理效果。上述各工艺通过采取不同流程优化的措施，解决了系统应用中碳源问题、回流污泥携带硝酸盐的问题。

2.2 处理低C/N比污水时，对A2/O工艺的优化

2.2.1工艺概述

根据文献[6]的试验研究可知，它应用A2/O工艺，详细研究其中的反硝化除磷特性及污水的碳氮比对反硝化除磷的影响，采用52.5L的A2/O反应器处理实际污水。在不同的水质条件下，通过改变缺氧区和好氧区的容积比来强化反硝化除磷，也避免了单纯通过提高内回流比来刺激反硝化除磷带来的动力消耗增加。 为A2/O工艺处理不同水质的污水提供了设计、运行理论和技术依托。

2.2.2 优化及进展

结果表明：正常运行的A2/O工艺中存在反硝化除磷现象，在系统HRT为8h，污泥回流比70%和内回流比为250%的情况下，A2/O系统中缺氧区吸磷占总吸磷量的36%左右，序批试验表明，此时反硝化除磷菌占总除磷菌的35.14%。原水的C/N比越低，反硝化除磷的比例越高，但是低的C/N比会导致TN去除率低下。将缺氧区和好氧区的容积比从1/1扩大到5/8，延长反硝化除磷反应的时间，TN去除率可从62%提高到70%左右，相比单纯提高内回流比更节能。强化A2/O工艺中的反硝化除磷，为传统A2/O工艺在处理低C/N比污水时提高脱氮除磷效率提供了一个新思路。

2.3 改变溶解氧浓度，对A2/O系统进行优化

2.3.1工艺概述

溶解氧对微生物生长的影响很大，通过溶解氧对硝化、反硝化、除磷的影响试验，详细论述了溶解氧对A2/O工艺脱氮除磷的效果影响。

2.3.2 优化及进展

试验结果表明，在保证足够好氧泥龄的前提下，提高曝气池的溶解氧，可以改善硝化效果。在好氧段末端设置20～30min的非曝气区，可以使内回流中的DO降低2～3mg/ L，当内回流比为400%时可节约碳源28～41mg/ L。曝气段中过度曝气会造成生物除磷能力下降。因此，必须通过自动控制维持好氧段的溶解氧在合理水平，并通过设立非曝气区和预缺氧区，消除内外回流中溶解氧过高造成的缺氧区和厌氧区氧化还原电位的提高，从而保证进水中碳源有效用于脱氮除磷。

3 发展趋势

以上的改进工艺虽然取得了一定的成果，但还需要在以下方面进行深入探讨：①继续完善微生物脱氮除磷机理的研究，确定微生物最优的生存条件和其最佳的脱氮除磷工况；②对脱氮和除磷的效率容量与相关工艺参数的定量关系进行研究，为优化系统和反应器的设计提供依据；③ 进一步改进工艺流程组合， 尽量做到在提高脱氮除磷效率的同时简化流程，降低投资成本和运行成本[6]。

参考文献：

[1]郑元景， 沈光范， 邬杨善，等.生物膜法处理污水[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1983：171-178

[2]高岩，戴兴春，黄民生.A2/O工艺的改进[J].上海化工，2007，32（7）：1-5

[3]娄金生. A2/O 生物脱氮除磷工艺的探讨[J]. 中南工学院学报，1996，10（2）：36- 41

[4]张自杰， 林荣沈. 排水工程[M]. 北京： 建筑工业出版社，2001

[5]王亚宜，彭永臻，李探微，等. A2N连续流双泥系统反硝化除磷脱氮试验研究.哈尔滨工业大学学报，2004，36（8）

[6]吴若愚，李勇，陈宇，刘玉杰.改进A2/O工艺的研究现状和进展.环境科技，2009，22（2）