悬挂链曝气改良A2O脱氮除磷工艺设计与应用

摘要：针对现有A2O工艺存在的问题，在碳源分配、回流比、溶解氧、污泥龄等关键因子可调的基础上，对运行条件调控优化，提出了悬挂链曝气改良A2O脱氮除磷工艺，并验证了其在市政污水处理中的可靠性和稳定性。

关键词：悬挂链曝气，A2O工艺，脱氮除磷，工程应用

中图分类号：TH162 文献标识码：A 文章编号：

1前言

悬挂链曝气工艺是自1972年开始发展起来的一种建立在多级A/O工艺基础之上包含多种工艺的组合工艺。到目前为止已有大量的悬挂链移动曝气系统在世界各地运行，其中一半是市政污水处理系统。中国已有许多悬挂链移动曝气系统的污水厂正在成功地运行着。通过十几年地长期运行验证，其技术可靠，设备先进，充分证明了该工艺技术在市政废水处理中的可靠性和稳定性。[1-5]

由于A2O工艺中脱氮除磷的过程比较复杂，涉及硝化、反硝化、释磷和吸磷等多个生化反应过程，对微生物种群、基质类型以及环境条件的要求也各不相同。[6、7] 传统A2O工艺存在以下五个主要问题：[8]

（1）碳源竞争，碳源的不足常常影响释磷和反硝化过程的充分进行；

（2）好氧池中溶解氧的浓度问题，好氧池中的硝化过程需要较高的溶解氧，而回流污泥携带高浓度的溶解氧又影响厌氧池中的释磷和缺氧池中的反硝化过程；

（3）厌氧池、缺氧池和好氧池的溶积比例问题，由于污水质量和所含成份的不同，地区气候温度等条件的不同，所述三池的溶积比例也常常需要调整，而目前的A2/O污水处理工艺中固定池容往往不能适应工艺的需要；

（4）污泥回流比：外回流比太高，将使厌氧段氧化还原电位提高影响释磷，太低将导致聚磷菌在二沉池释磷。内回流比太高，将使缺氧段氧化还原电位大大提高，内回流比太低，将降低反硝化效率；

（5）污泥龄的问题，硝化过程和除磷对污泥龄的要求不同。

因此，在工程设计时应考虑碳源分配、好氧池溶解氧（DO）浓度、厌氧池、缺氧池及好氧池的池容比例、内外回流比、污泥龄5因子可调整，通过优化工艺运行条件，保证整个生处理过程维持最佳状态，实现了脱氮除磷双达标。具体措施是：1）采用多点进水，通过进水渠道的布置及进水点的可调性调整进水量和各区的分配；2）内回流比通过设置多台泵实现多级可调；外回流比通过设置变频泵实现，调整范围为进水量的25%～300%；3）溶解氧可调，根据曝气池中DO值控空气支管上的空气调节蝶阀的开度，控制池中溶解氧浓度4）采用变频泵，实现剩余污泥量的调节。

2悬挂链曝气改良A2O工艺应用实例

2.1 工艺简介

唐海县污水处理厂工程处理规模为2万吨/天，污水主要是县城居民的生活污水，进水水质如表1。采用悬挂链曝气改良A2/O脱氮除磷工艺，在厌氧池前设一个预脱氧池。图1为工艺流程图。

表1 污水处理厂设计进水水质

图1 污水处理厂工艺流程图

2.2 主体构筑物设计与设备

(1) 粗格栅间

1座，采用地下式钢筋砼平行渠道，渠道数2条，L×B×H=8.0×3.5×3.09m。选用回转式格栅，过栅流量343L/s，栅条间隙20mm，过栅流速0.8m/s，根据格栅前后液位差，由PLC自动控制，同时设有定时排渣和手动控制排渣。

功能：拦截污水中直径大于20mm的较大漂浮物。

(2) 进水泵房

为地下式潜水泵站，进水泵房与粗格栅井合建，L×B×H=8.8×6.0×6.6m。配备3台潜污泵（2用1备，其中1台变频），根据泵房液位，由PLC自动控制，同时现场设手动控制。

(3) 细格栅间

1座，L×B×H=11.3×6.25×4.0m，选用旋转转鼓式格栅，过栅流量260L/s，栅条间隙1mm。

功能：拦截直径大于1mm的漂浮物，以保证生物处理及污泥处理系统正常运行。

(4) 旋流沉砂池

2座，为圆形钢筋砼构筑物，单池直径3.65m，与细格栅间合建。

配备直径为1.5m的叶轮搅拌机2台，鼓风机2台（1用1备），设计风量2.5m３/min。

功能：去除水中比重大于2.65，粒径大于0.2mm的无机砂粒，以保证后续处理系统正常运行。

(5) 预脱氧池

1座，为半地下钢筋混凝土结构池体，L×B×H=21.0×8.0×6.0m，水力停留时间（HRT）为1.0h，配备混合搅拌器。

功能：减少进入厌氧区的硝酸盐量，提高除磷效果。

(6) 厌氧池

1座，为半地下钢筋混凝土结构池体，L×B×H=21.0×16.0×6.0m，HRT为2.0h，配备2套推流式搅拌器。

功能：在厌氧状态下，聚磷菌吸收废水中有机质，同时将体内贮存的聚磷酸盐以PO43—P形式释放出来。另外高分子难降解的有机物分解为小分子的易降解有机物质，利于后续好氧生化。

(7) 缺氧池

1座，半地下混合结构池体，L×B×H=21.0×32×6.0m，HRT为3.5h，配备2套推流式搅拌器。

功能：在缺氧条件下，反硝化菌以硝酸盐作为电子受体，有机物作为电子供体进行反硝化，脱除硝态氮的同时也降低了有机物浓度，利于后续好氧区内硝化细菌的生长，缩短好氧反应时间。

(8) 曝气池

1座，半地下混合结构池体，L×B×H=56×47×6.0m，设计污泥负荷：0.06kgBOD5/kgMLSS.d，污泥回流比100%，HRT为17h，有效水深5.0m。

采用悬挂链微孔曝气系统，在曝气链附近为好氧段，两条曝气链之间为缺氧段，形成多个好氧段和缺氧段（简称多级A/O），在好氧段进行氨氧化反应，缺氧段进行硝态氮反硝化，从而在曝气池中实现了同步硝化反硝化脱氮。悬挂链曝气设备氧利用率高，可达到30%，比一般微孔膜片曝气器的氧利用率更高，节省曝气量，减少了鼓风机的耗电量。

选用罗茨鼓风机3台（2用1备），其中1台变频。单机供风能力：66m3/min，出口风压58.8kpa，由PLC远程控制，同时现场设手动控制。

功能：利用好氧微生物菌群降解和去除水中的污染物，实现氮磷同步去除。

(9) 二沉池及稳定池

1座，L×B×H=56×28×6.0m，设计表面负荷为0.60m3/m2·h，池边水深5.0m，配备行车式吸泥机2台，PLC远程控制开停，同时现场设手动控制。

功能：将混合液固液分离，保证出水水质。

(10) 接触消毒渠

构筑物1座，为钢筋砼矩形渠，L×B×H=15.0×8.0×3.5m。对出水进行二氧化氯消毒。

(11) 污泥池及污泥脱水间

采用半地下式污泥池1座，L×B×H=5.6×8.4×3.3m。污泥脱水间1座，L×B×H=15.6×13.2×4.5m。配备污泥浓缩脱水机2套，其他配套设备，高分子溶药系统1套，加药泵2台，空压机2台，冲洗泵2台。

功能：污泥脱水，降低污泥含水率，减少污泥体积，出泥含水率为80%，便于贮存、运输、再利用。

2.3 运行效果

2009年1月土建工程竣工，3月进入工艺调试阶段，5月经过唐海县环保部门组织的连续性监测和抽样检验证明：工艺运行稳定可靠，所有设备运转正常，出水完全符合《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级B排放标准，工艺处理稳定高效、运行费用低、抗冲击负荷能力强、维护管理简便。

3结论

本工程在传统A2O工艺基础上优化设计，设置了预脱氧池，去除了回流污泥中的硝酸盐，降低了硝态氮对后段厌氧释磷的不利影响，保证了释磷效果。同时通过配水将碳源合理分配，保证了预脱氧段、厌氧段和缺氧段对碳源的需求，保证了氮磷的同时高效去除。

参考文献

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[5] 孔宇, 沈巍. 百乐克工艺在宝应县污水处理厂中的应用[J]. 中国给水排水, 2009, 25(20): 44-46.

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[8] 王佳伟，周军，甘一萍，等. A2O工艺脱氮除磷效果的影响及解决办法[J].给水排水，2009,35（1）：35-37.