浅谈生物吸附—氧化法污水处理工艺

摘要：随着国内外城市建设的不断发展，城市污水处理问题日益显现。根据实际经验与体会，结合已取得的研究成果，对生物吸附—氧化法污水处理工艺进行系统分析和总结。

关键词：生物吸附—氧化法；污水处理工艺；分析

中图分类号：V444文献标识码： A

生物吸附—氧化法简称AB法，是20世纪70年代由德国Bohnke教授等人提出的污水处理工艺。自80年代起，国内逐步开始将此工艺应用到城市污水处理和废水处理工程中，已建成运营了较多的AB法工艺的城市污水处理厂。AB法成为近10年发展最快的城市污水处理工艺。

AB法，是在传统两段活性污泥法和高负荷活性污泥法的基础上开发的，它属于超高负荷活性污泥法。AB法与传统的生物处理方法相比，具有处理效率高、运行稳定、工程投资省和运行费用低等优点，因此存在非常广阔的发展潜力。其工艺流程如下：

AB法，其在本质上可能是二级活性污泥法，以A段代替传统二级处理的初沉池，各段自成系统，具有独立的菌体。A段为生物吸附段，只有少量的有机物被氧化，大量的则是以被吸附随SS去除；所以在A段以极少的氧耗，取得了去除大量有机物的效果。B段为生物氧化段，有机物被充分氧化分解。由于大量的胶体及颗粒性BOD在A段被去除，进入B段的BOD大部分为可溶性BOD，故减少了颗粒性BOD水解成可溶性BOD的阶段，使B段生化时间减少，提高了效率。

一、细菌种类、数量、密度及生理活性

A段细菌数量多，主要是通过絮凝、吸附、分解和沉淀等物理—生化作用去除有机物。由于其吸附作用从市政管网开始，污水在各类市政管沟内流动时，部分有机物被管沟内滋生的细菌吸附，原有污水在到达A段之后，由于A段活性污泥的吸附絮凝能力，能将污水中的有机物吸附在活性污泥上。城市污水中生活污水带来的肠道杆菌在管道中大量繁殖，A段曝气充分利用这些菌落，由于在A段水力停留时间短（一般在20～40分钟），供氧量少，所以只能有繁殖速度快、世期短的细菌群落生长，这种细菌具有自絮凝性，形成絮体比表面大，能吸附大量的悬浮物和胶体组成的有机物，可去除的BOD5达50%以上。

B段去除有机污染物的方式与传统活性污泥法基本相似，以氧化为主。生长的微生物除菌胶团微生物外，还有大量的高级真核微生物，它们适宜在有机物含量较低的情况下生存和繁殖，世代期较长。难溶性大分子物质在胞外酶作用下水解为可溶的小分子，被这类细菌吸收到细胞内，通过新陈代谢作用而将有机物质氧化为CO2、H2O等无机物而产生能量储存于细胞内。

由于AB两段的细菌密度和生理活性都各不相同，A段的细菌具有很高的繁殖和变异能力，且密度几乎是B段的两倍，总活性也明显高于B段。因此，A段对有机物的去除起着关键作用，减少了B段的有机负荷，为B段有机物的进一步去除创造了良好的条件。

二、污泥负荷率、污泥回流

A段在很高的负荷下运行，一般大于2kgBOD5/（kgMLSS·d），为传统活性污泥法的50～100倍，抗冲击负荷力强，对PH和有毒物质具有很大的缓冲作用，特别适合于处理浓度较高，水质水量变化较大的各类废水。而B段可在很低的负荷下运行，一般小于0.15kgBOD5/（kgMLSS·d），原有污水经A段处理后，其中的有毒有害物质不再影响B段，从而保证了整个系统的稳定性。

AB法的B段，按A/O或A2/O运行方式或其他方式设计，其污泥负荷较低，产污泥量较低，故其泥龄较长，有利于生长速率较慢的硝化菌的增殖。

A段和B段的污泥回流系统彼此严格分开，两段的污泥互不干涉，如此可以形成各自独立的生物种群。

三、吸附、调节、缓冲作用

对于一般的城市污水，污水的BOD5组成中，SS与胶体状约占2/3～1/2，溶解性的占1/3～1/2，所以A段的吸附作用效果非常明显。

除吸附作用之外，A段还有良好的缓冲作用，即使受到毒性和PH环境的破坏，由于污泥的泥龄很短，一般仅为0.3～0.5d，所以恢复较快。与此同时，随着对AB法研究的深入，通过对A段池内溶解氧的控制，降低供氧量，使这些高活性的菌体为满足自身能量的要求，把那些在好氧条件下难以分解的有机物作受氢体而分解成小分子态的易降解有机物，使其在B段内得到彻底分解。

由于A段的调节和缓冲作用，使进入B段的水质稳定，可以按照污水处理要求的出水标准，选定运行工况，达到处理目的。

四、脱氮除磷

常规的AB法，磷和氮的去除率可达60～70%和35～40%，如果要使去除率提高，可在B段引入脱氮除磷工艺，也就是通常所说的A/O和A2/O法，使得AB工艺具有深度处理效果。

如前所述，为了达到脱氮与除磷的目的，在脱氮和除磷工艺中，也就是通常过程中需要一定的BOD5作为生物体能量，因此要求污水中的BOD5应与氮和磷有一定的比例，也就是说污水中要去除的快速BOD5（BOD5）与需去除的氮（N）和磷（P）有一定的比例，根据有关资料介绍，这一比例一般为BOD5：N≥3，BOD5：P≥12～15。

此外还存在一种观点，认为A段去除BOD5之后减少了污水中的碳源，将影响B段除磷脱氮效果，实际上污水在进入B段后除磷脱氮的碳源主要是依靠污水中溶解性的快速BOD5，所以只要控制好A段运行工况参数，将不会影响B段的除磷和脱氮的效果；反之，在强大的吸附条件之下，污水中的部分磷和TKN可以得到去除，这也是AB法具有较高的除磷脱氮效果的原因。在AB法中影响除磷脱氮的原因至少有以下几种：①原污水中生活污水成分少或在进入污水厂前已把有机物中大量的SS和胶体有机物去除；在某些污水成分中，原始世期短的菌体少，不能形成以吸附为主的真正的A段工况，对于上述的这种污水不宜采用AB法；②A段的水力停留时间和泥龄过长，使污水中快速BOD5和COD在A段过量去除，导致全流程的除磷脱氮效果降低。

五、其他特点

1、A段既可以完全好氧方式（DO≥2mg/L）运行，也可以兼性方式（DO≤1.0mg/L）运行。

2、不需要设初沉池。这使得A段(高负荷段)能充分利用原污水中的微生物，不断地进行更新，使生物保持较高的活性，而不需要对污泥产率加以限制。

3、适合于一般的城市污水处理以及工业废水占比例较大和水质波动较大的废水处理。

我国在山东烟台、泰安、青岛、上海、深圳、宁波等地已经采用了AB法污水处理系统。通过近些年来对AB法处理石化、屠宰、印染、造纸等各类废水的机理、运行稳定性及处理效果的研究，均取得了较大进展。

通过与传统活性污泥法进行比较，我们不难看出：AB工艺在COD、BOD、SS、总磷和总氮的去除率均高于前者，且工程投资和运行费用方面也较前者省。在法国、德国、荷兰、丹麦、瑞士、奥地利等欧洲国家，一些原有的污水处理厂因处理出水达不到排放标准，在将原来的常规活性污泥法改进为AB法后，彻底解决了由来已久的问题。

近年来，我国对环境质量要求的不断提高，宣传和推广AB工艺已是大势所趋。规划、设计、运行更多的采用AB工艺的污水处理厂将取得显著的社会效益和环境效益。

参考文献：

[1]沈耀良、王宝贞编著.废水生物处理新技术—理论与应用（第二版）.北京：中国环境科学出版社，2006.

[2]张自杰主编.排水工程 下册（第四版）.北京：中国建筑工业出版社，2000.

[3]高廷耀主编.水污染控制工程 下册（第三版）.北京：高等教育出版社，2010.

[4]潘涛、田刚主编.废水处理工程技术手册.北京：化学工业出版社，2010.

[5]范文漪.给水排水，1993（1）.