淺析A2/O在新疆城市污水處理中的應(yīng)用

李文全/中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司新疆分院

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淺析A2/O在新疆城市污水處理中的應(yīng)用

李文全/中國市政工程西南設(shè)計(jì)研究總院有限公司新疆分院

【摘 要】經(jīng)過幾十年的發(fā)展創(chuàng)新，我們研究出很多種污水處理工藝，其中A2/O工藝對(duì)有機(jī)物的去除和脫氮除磷具有很好的效果，對(duì)于污水處理廠的建設(shè)來說，A2/O工藝應(yīng)用比較廣泛，適應(yīng)性強(qiáng)，得到污水處理廠的重視與推廣，本文以喀什地區(qū)A污水處理廠的A2/O工藝的實(shí)際應(yīng)用為例，進(jìn)一步分析A2/O在城市污水處理中的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】A2/O工藝；污水處理；應(yīng)用

一、A2/O工藝原理

1.生物脫氮除磷技術(shù)。

A2/O的實(shí)質(zhì)就是一種生物脫氮除磷技術(shù)，具體是指用生物處理方法如活性污泥法，利用其中不同細(xì)菌的特性和功能，實(shí)現(xiàn)除磷脫氮，減少或消除污水中各種有機(jī)物、無機(jī)物。其中主要使用以下步驟，一是生物脫氮，是指利用硝化細(xì)菌將氨氮氧化為硝態(tài)氮，然后再經(jīng)過反硝化細(xì)菌進(jìn)行反應(yīng)還原為氮?dú)?。過程中一般包括四個(gè)主要的生化反應(yīng)：同化反應(yīng)，將有機(jī)氮進(jìn)行同化吸收，合成利于生長繁殖的成分；氨化反應(yīng)，將廢水中的有機(jī)氮化合物進(jìn)行分解；硝化反應(yīng)，好氧自養(yǎng)硝化菌將氨氮氧化為硝態(tài)氮的過程；反硝化反應(yīng)，指在缺氧環(huán)境中，由異養(yǎng)兼性厭氧的反硝化菌利用硝化反應(yīng)的產(chǎn)物亞硝酸鹽、硝酸鹽作為電子受體、由污水中有機(jī)物作為電子供體，將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氣態(tài)氮。

2.釋放過程。

在A2/O工藝的同化作用中，會(huì)將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為細(xì)菌自身細(xì)胞的組成成分，然后通過氨化反應(yīng)，將硝態(tài)氮還原氣化，這是釋放的主要過程。有氧環(huán)境下，反硝化過程中，反硝化菌通過有氧呼吸，抑制反硝化進(jìn)程，進(jìn)而消耗有機(jī)物。保證反硝化反應(yīng)的進(jìn)行，必須保證生化池中的溶氧量，且保證污水中的有機(jī)物量平穩(wěn)減少。

3.主要工藝流程。

A2/O工藝主要通過三部分生化反應(yīng)池：首先在厭氧池，在此池中要實(shí)現(xiàn)聚磷菌釋磷。污水在厭氧池中與從二沉池回流匯入含磷的污泥、有機(jī)物在各種發(fā)酵細(xì)菌的作用下分解，或是被細(xì)菌自身吸收利用，有機(jī)物在細(xì)菌中分解釋放細(xì)菌細(xì)胞體內(nèi)的磷酸鹽。在有機(jī)物被分解的過程中，污水中的 COD、BOD 濃度得以降低。另外，當(dāng)二沉池中的硝態(tài)氮大量回流時(shí)，會(huì)抑制厭氧發(fā)酵菌的活動(dòng)，不但抑制了磷酸鹽的增長，還使進(jìn)入缺氧池的碳源減少。

第二，污水進(jìn)入缺氧池，由厭氧池進(jìn)入缺氧池的污水主要發(fā)生硝化脫氮反應(yīng)，混合液內(nèi)回流比一般設(shè)置為100％、200％、300％。回流而來的硝態(tài)氮在反硝化細(xì)菌的作用下，將硝態(tài)氮還原為氮?dú)狻＝?jīng)過缺氧池中的生物反應(yīng)，系統(tǒng)的總氮濃度會(huì)得以大幅度的減少或是去除，有機(jī)物進(jìn)而大量的削減。

第三，好氧池——曝氣池作用階段，污水流進(jìn)入好氧池——曝氣池后，該池可以進(jìn)行有機(jī)物去除、硝化作用、聚磷菌吸磷等多項(xiàng)反應(yīng)，進(jìn)一步的降低有機(jī)物的含量。通過好氧池——曝氣池的反應(yīng)后，流入沉淀池。沉淀池的功能是泥水分離，污泥的一部分回流到厭氧池，一部分進(jìn)入下一個(gè)處理單元，上清液則作為處理水排放。

二、工藝優(yōu)點(diǎn)

本工藝是在A/O工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行的升級(jí)，對(duì)于脫氮除磷步驟來說，通過綜合化的操作，可以進(jìn)行有效的處理，工序簡單，效率高。占地面積小，成本比A/O工藝更少。厭氧、缺氧、好氧三種作用步驟可以交替往復(fù)運(yùn)行，可以有效抑制絲狀菌的過量繁殖。處理過后，清液質(zhì)量較好，剩余污泥含磷高，肥效好。單位污水的處理成本較低，經(jīng)濟(jì)效益更好。本工藝對(duì)溫度等要求不是太高，對(duì)于北方大部分地區(qū)都可以使用。

三、喀什市A污水處理廠A2/O 工藝應(yīng)用實(shí)例分析

1.喀什市A污水處理廠概況。

A污水處理廠位于喀什市城區(qū)東南側(cè)，G315國道東側(cè)，克孜河的東岸河漫灘上，處在克孜河二級(jí)階地上，地面高程為1275.50～1275.00m。利用A2/O工藝的污水廠新廠址位于原有污水廠西南側(cè)，緊臨現(xiàn)污水廠用地，用地面積為5.83ha。利用A2/O工藝的污水廠西南側(cè)現(xiàn)狀為國有未利用土地，面積約為9.0ha，地勢北高南低，地面高程為1271.50～12 69.50m，地勢較平整。東側(cè)為原有污水廠，東南側(cè)為現(xiàn)狀污水氧化塘。A2/O工藝處理后的污水進(jìn)入現(xiàn)狀氧化塘，該氧化塘出水進(jìn)入灌溉渠系。

2.A污水處理廠A2/O工藝選擇。

A2/O 工藝選擇原則有以下幾點(diǎn)：

一是在常年運(yùn)轉(zhuǎn)中保證出水所要求的處理程度，處理效果穩(wěn)定，技術(shù)成熟。二是基建投資及運(yùn)行費(fèi)用低，占地少，電耗省，以盡可能少的投入取得盡可能大的效益。三是運(yùn)行管理方便，運(yùn)轉(zhuǎn)靈活，并可根據(jù)不同的進(jìn)水水質(zhì)調(diào)整運(yùn)行方式和參數(shù)，最大限度的發(fā)揮出處理裝置和構(gòu)筑物的處理能力。四是便于實(shí)現(xiàn)處理過程的自動(dòng)控制，提高管理水平。五是為節(jié)能降耗創(chuàng)造條件，確定適應(yīng)的污泥處理工藝。

3.污水處理廠工藝流程。

污水處理廠采用的工藝為A2/O工藝。根據(jù)上文敘述的A2/O工藝概念以及流程，結(jié)合A污水處理廠的現(xiàn)狀，其主體工藝流程可以概括為為：城市污水→粗格柵、提升泵站→細(xì)格柵、沉砂池→(初沉池)→厭氧池→缺氧池→好氧(曝氣)池→二沉池→消毒→出水排放。

4.A2/O工藝運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化確定。

在實(shí)際的污水處理中，A2/O工藝的有效運(yùn)行要受到一些條件的制約或是影響，例如曝氣量、混合液內(nèi)回流比、污泥回流比等等，而這些因素也會(huì)隨著外界的條件變化而改變，例如季節(jié)差異帶來了的溫度變化、空氣及水中碳氮比例等等。因此，要確定工藝的處理效果，需著重從幾個(gè)參數(shù)的數(shù)值進(jìn)行考察，如混合液內(nèi)回流比、污泥回流比、污泥齡等等。

第一，混合內(nèi)回流比的運(yùn)行參數(shù)。在A2/O工藝中，將回流比設(shè)定為100％、200％、300％三種不同的比值，去除效果都會(huì)在85％甚至95％以上，而三種的效果差異在2％之內(nèi)?？梢哉f，加大混合液內(nèi)回流比并不能相應(yīng)帶來COD 和 BOD 的有機(jī)物去除效果的明顯差異。

第二，污泥回流比的最佳運(yùn)行參數(shù)。污泥回流比指的是，二沉池的污泥回流到反應(yīng)池，而使污泥濃度保持一個(gè)平衡，這種平衡的維持需要污泥回流與原有污泥的量上保持一個(gè)適當(dāng)?shù)谋壤M(jìn)而保證各種不同微生物脫氮除磷的正常進(jìn)行。在脫氮除磷的效果上，污泥回流比越大，脫氮除磷效果相對(duì)較好，但不是說污泥回流比越大越好。污泥回流比的過高會(huì)增加工程運(yùn)行動(dòng)力費(fèi)用，也會(huì)加快厭氧池的硝態(tài)氮的消耗，引起反硝化細(xì)菌和聚磷菌對(duì)易生物降解有機(jī)物的激烈爭奪，有利于脫氮但不利于除磷。

改變污泥回流比對(duì)有機(jī)物COD、BOD 效果影響不大，由于對(duì)COD的降解難度比較大，而BOD較低濃度的污泥的降解效率已經(jīng)較大，增大污泥濃度沒有顯著效果。因此，污泥回流比設(shè)置在100％內(nèi)即合理。

第三，污泥齡的運(yùn)行參數(shù)。污泥齡的參數(shù)的確定對(duì)于整體脫氮除磷效果有著十分重要的意義。污泥齡的長短直接影響到聚磷菌、硝化細(xì)菌的生物特性及剩余污泥的排放量。例如，聚磷菌需要較短的污泥齡，一般設(shè)置為8天左右。而對(duì)于硝化細(xì)菌，其增殖速度小于同一個(gè)生物反應(yīng)池中的其他異養(yǎng)好氧菌，因此需要較長的污泥齡，通常在30天左右。這樣就需要綜合考慮，以實(shí)現(xiàn)同時(shí)最大限度的滿足聚磷菌和硝化細(xì)菌的要求。而在現(xiàn)實(shí)操作中，污泥齡的變動(dòng)對(duì)于 COD、BOD、氨氮、總氮、總磷去除率要想都達(dá)到很好的效果，目前還實(shí)現(xiàn)不了。因此需要綜合權(quán)衡，使各項(xiàng)達(dá)到一個(gè)相對(duì)較好的程度，確定最佳污泥齡參數(shù)為15天左右。

綜上，為了實(shí)現(xiàn)工藝的最佳的污水處理效果，需要在參數(shù)確定上多對(duì)比多論證，對(duì)于參數(shù)的確定要進(jìn)行不斷的試驗(yàn)與實(shí)踐，通過對(duì)混合液內(nèi)回流比、污泥回流比、污泥齡的最佳運(yùn)行參數(shù)分析，找出污水處理效果最佳的節(jié)點(diǎn)。另外，細(xì)菌對(duì)溫度有一定的要求，因此，參數(shù)確定時(shí)要注意不同溫度下的區(qū)別，以便較好的發(fā)揮生物性能。

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