倒置AAO工藝在地下式市政生活污水處理廠中的應用研究

中圖分類號：X703 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）04-0272-03

DOI： 10.3969/j.issn.1008-9500.2025.04.077

Research on the Application of Inverted AAO Process in Underground Municipal Domestic Sewage Treatment Plant

YUChunguang'，CHEN Zhenlun2 （1.SDIC Reneng （Shandong） Environment Group Co.，Ltd.，Weifang 261041，China; 2.Shandong Hechuang Ruisi Environmental Protection Technology Co.，Ltd.，Jinan 25o1O1，China）

Abstract：To studytheapplication effectof inverted Anaerobic-Anoxic-Oxic （AAO）process inunderground municipal sewage treatmentplants，takingasewage treatmentplantinJinan，Shandongprovinceasanexample，theactualperforance and optimized design of the inverted AAO process in the removal of Chemical Oxygen Demand （COD），NH -N，Total Nitrogen （TN），and Total Phosphorus （TP）were analyzed indetail.Research hasshown thatthe invertedAAO process hassignificantadvantages inoptimizingdenitrificationandnitrogenremoval，enhancinganaerobicphosphorusrelease， and efcient aerobic phosphorus uptake.The efluent qualityofthe treatment plantis stableand meets the standard， with some indicators better than the Class I V waterstandard in the“Environmental Quality Standards for SurfaceWater” （GB 3838—2O02），whichverifies thereliabilityand promotion value of the inverted AAO processin improving sewage treatment efficiency and stability.

Keywords： underground municipal domestic sewage treatment plant;Anaerobic-Anoxic-Oxic （AAO）;applicationeffect

隨著城市化進程的加快，生活污水排放量顯著增加，對污水處理廠的出水水質(zhì)提出了更高要求。為緩解土地資源緊張和城市環(huán)境壓力，地下式污水處理廠逐漸成為一種重要的建設模式。傳統(tǒng)厭氧-缺氧-好氧（Anaerobic-Anoxic-Oxic，AAO）工藝在處理COD和 -N方面較為成熟，但在總氮（TotalNitrogen，TN）和總磷（TotalPhosphorus，TP）的深度去除上存在一定的局限性，難以穩(wěn)定達到一級A排放標準。以濟南市某地下式污水處理廠為例，采用倒置AAO工藝，通過分析實際運行數(shù)據(jù)，評估該工藝去除化學需氧量（Chemical Oxygen Demand，COD）、 TN和TP的效果，為優(yōu)化地下式污水處理工藝提供技術參考。

1工程概況

本工程位于濟南市，采用地下式建設模式，占地面積為 ，旨在處理城市生活污水，設計處理規(guī)模為5萬 。工藝流程采用“曝氣沉砂池 + 倒置AAO工藝 + 高效沉淀池/砂濾池”，其中倒置AAO工藝能夠有效去除TN。出水水質(zhì)嚴格執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）中的一級A標準，尤其是對生化需氧量（BiochemicalOxygenDemand，BOD）、COD、 -N等指標，進一步參照《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838—2002）中的IV類水體標準，以確保出水對受納水體的影響降至最低。經(jīng)過實際運行，處理廠的出水水質(zhì)優(yōu)良，各項污染物指標均達到或優(yōu)于設計要求，充分體現(xiàn)了工藝選擇的先進性和適用性。

2倒置AAO工藝的應用

2.1工藝選擇與水質(zhì)分析

根據(jù)污水處理廠的水質(zhì)檢測結(jié)果，該地區(qū)生活污水的可生化性較好，綜合分析得出設計進水水質(zhì)參數(shù)：化學需氧量（ ）為 ，5日生化需氧量（Biochemical Oxygen Demand after5 Days， ）為 1 3 0 m g / L ，懸浮物（Suspended Substance，SS）為2 0 0 m g / L ，TN為 ， 為 3 0 m g / L ，TP為4 m g / L ， 值為 6 ～ 9 。計算得到 ，B O D / T Ngt; 3 ， B O D / T Pgt; 2 0 ，表明污水具有良好的可生化性，適合采用生物處理工藝。根據(jù)出水TN要求需達到 1 5 m g / L ，去除率達 6 2 . 5 % ，而傳統(tǒng)AAO工藝在去除TN方面可能無法穩(wěn)定達標。為此，選擇對TN有優(yōu)先脫除效果的倒置AAO工藝。倒置AAO工藝通過改變?nèi)毖鹾蛥捬醵蔚捻樞?，強化了反硝化過程，提高了TN的去除效率。為確保TP指標達到 0 . 3 m g / L 的一級A標準，深度處理單元采用“高效沉淀池 + 砂濾池”工藝，進一步去除TP和SS，確保出水穩(wěn)定達標。

2.2 曝氣沉砂池設計

曝氣沉砂池的主要功能是去除污水中粒徑大于0 . 2 m m 、密度大于 的無機顆粒物，防止后續(xù)設備的磨損和堵塞。根據(jù)設計流量 Q 為5萬 采用兩格平行運行的曝氣沉砂池。按照規(guī)范要求，取總停留時間為 每格池子的水平流速為 0 . 1 m / s ，確保沉砂效果。曝氣量按每立方米污水有 空氣設計，日總曝氣量為1萬 ，平均風量為 。設置3臺羅茨鼓風機（2用1備），單臺風機風量為 ，滿足曝氣需求。每格池子配備1臺功率為 的鏈板式刮砂機，定時清除沉積的砂粒。排砂系統(tǒng)采用2臺功率為 5 k W 的排砂泵（1用1備），通過砂水分離器（功率 0 . 3 7 k W ）實現(xiàn)砂水分離，保證排出的砂粒含水率低于 。

2.3 生化池設計

生化池采用倒置AAO工藝，包括缺氧池、厭氧池和好氧池3部分，其優(yōu)勢在于優(yōu)先進行反硝化脫氮，提高TN去除效率。缺氧池設計水力停留時間為 3 . 7 h ，內(nèi)回流比設定為 20 0 % ，污泥回流比為 10 0 % ，根據(jù)最大反硝化速率，需安裝12臺水下推流器（8臺功率 2 . 5 k W ，4臺功率 3 . 4 k W ），確保池內(nèi)流場均勻。厭氧池設計水力停留時間為 1 . 5 h ，為促進聚磷菌的磷釋放過程，配置了4臺功率為 3 . 4 k W 的水下推進裝置，并額外配備1臺備用。好氧池設計水力停留時間為7 . 9 2 h 。為確保溶解氧供應，配置3臺功率為 的空氣懸浮式鼓風機（2臺正常使用，1臺備用），并通過5580個剛玉盤式微孔曝氣裝置實現(xiàn)，氣水比設定為 ?；旌弦夯亓魍ㄟ^5臺 的水平螺旋槳泵完成（4臺運行，1臺備用），污泥回流則通過4臺 3 k W 的潛水泵（2用2備）完成?；谝陨显O計，確保好氧區(qū)域具備充分的有機物降解能力[2]。

2.4 后處理單元設計

本項目設計了3種處理單元，包括二沉池、高效沉淀池和砂濾池。二沉池采用同向流設計，為矩形結(jié)構(gòu)并細分為5個單元，設計水力停留時間為 3 h 表面負荷在平均流量條件下為 ，峰值流量時為 ，符合標準要求。每個單元配備 功率的非金屬鏈條式刮泥設備，定期清理沉積污泥，避免沉淀物上浮[3]。高效沉淀池集成混合、絮凝和沉淀功能，混合區(qū)停留時間為 ，絮凝區(qū)停留時間為 1 0 m i n ，沉淀區(qū)的設計表面負荷為 （ 。配置3臺 功率的混合攪拌設備和3臺 功率的絮凝攪拌裝置，增強藥劑與廢水的混合效果。沉淀區(qū)安裝蜂窩狀斜管結(jié)構(gòu)，長度為 1 . 2 m ，傾斜角為 ，提高沉淀效率。污泥回流比例為 3 % ，通過4臺 1 1 k W 功率的污泥回流泵實現(xiàn)。砂濾池為最后的處理單元，共10個單元，每個單元過濾面積為 ，設計過濾速度為7 . 1 1 m/ h ，濾料層厚度為 1 . 5 m ，有效粒徑為 1 . 2 m m ，確保良好的過濾效果。反沖洗采用水氣聯(lián)合反沖洗，周期為 2 4 h ，配置3臺 4 5 k W 水泵和3臺 3 1 . 5 k W 羅茨風機，確保濾料清洗徹底[4]。

3倒置AAO工藝的應用效果

3.1倒置AAO工藝對COD的去除效果分析

倒置AAO工藝在本工程中對 的去除達到了極高效率。根據(jù)實際運行數(shù)據(jù)，進水 濃度為 8 0 4 5 0 m g / L ，年均值為 1 8 0 m g / L ，而出水 濃度為 4 1 3 m g / L ，年均值僅為 7 . 1 m g / L ，去除率高達9 6 % 。2022年的出水 數(shù)據(jù)波動范圍極小，始終低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838—2002）中V類水標準的 1 5 m g / L 限值[5]。這種高效的去除效果得益于倒置AAO工藝中優(yōu)化的厭氧、缺氧和好氧段協(xié)同作用，有效提高了COD的去除效率。

3.2倒置AAO工藝對 的去除效果分析

的去除效果是衡量污水處理工藝性能的核心指標之一。本工程倒置AAO工藝在去除 方面表現(xiàn)卓越，根據(jù)實際運行數(shù)據(jù)，實際進水 -N濃度為 ，年均值為 7 m g / L ，而出水 -N濃度僅為 0 . 0 1 0 6 m g / L ，年均值為 0 . 0 7 m g / L ，去除率高達 9 9 % 。2022年的出水 濃度遠低于《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838—2002）中V類水標準的 限值。這一優(yōu)異效果主要歸功于倒置AAO工藝中的缺氧段硝化作用和好氧段反硝化過程的高效協(xié)同運行，從而確保 的徹底轉(zhuǎn)化。

3.3倒置AAO工藝對TN的去除效果分析

倒置AAO工藝在去除TN方面具有明顯的技術優(yōu)勢。根據(jù)實際運行數(shù)據(jù)，進水TN濃度為 1 6 1 1 0 m g / L 年均值為 3 2 m g / L ，而出水TN 濃度為 4 . 2 1 1 4 2 m g / L 年均值為 6 . 0 8 m g / L ，去除率達到 8 1 % 。2022年的出水TN濃度基本穩(wěn)定在一級A排放標準要求的 1 5 m g / L 以下，而傳統(tǒng)AAO工藝的TN去除效率通常僅為5 0 % ～ 6 5 % ，倒置AAO工藝的顯著提升主要得益于其創(chuàng)新設計。通過在反硝化階段優(yōu)化碳源利用效率，強化了反硝化反應過程的完全性。

3.4倒置AAO工藝對TP的去除效果分析

TP的去除效果在本工程中同樣表現(xiàn)出卓越性能。根據(jù)實際運行數(shù)據(jù)，實際進水TP濃度為 1 1 8 m g / L 年均值為 3 m g / L ，而出水TP濃度僅為 0 . 0 1 m g / L ，年均值為 0 . 0 6 m g / L ，去除率達到 9 8 % 。2022年的出水TP濃度完全滿足一級A排放標準的要求。這一高效去除效果得益于倒置AAO工藝中厭氧段釋放磷和好氧段吸收磷的高效循環(huán)機制，并通過高效沉淀池進一步強化了磷酸鹽的去除。相比傳統(tǒng)工藝，倒置AAO工藝在提升TP去除效率和出水穩(wěn)定性方面具有顯著優(yōu)勢。

4結(jié)論

本研究系統(tǒng)驗證了倒置AAO工藝在污水處理中的卓越性能。結(jié)果表明，該工藝在優(yōu)化反硝化脫氮、強化厭氧釋磷、高效好氧吸磷等方面具有顯著優(yōu)勢，實現(xiàn)了對COD、 、TN和TP的高效去除。出水水質(zhì)穩(wěn)定達到一級A排放標準，部分指標優(yōu)于地表水V類標準，充分體現(xiàn)了倒置AAO工藝在提升污水處理廠穩(wěn)定性與排放達標性方面的重要價值。

參考文獻

1朱圓圓，杜平，徐百龍，等.AAO-MBR工藝在大型地下式污水處理廠中的應用[J].凈水技術，2022（增刊1）：274-278.

2 曾令斌，鄧軍，張洋.惠州市某地下式污水處理廠工藝設計案例[J].凈水技術，2023（增刊2）：134-140.

3 魏海娟.大型地下式污水處理廠工藝設計與運行效果分析[J].中國給水排水，2024（8）：60-65.

4鄭玢，楊濤，謝小龍.地下式污水處理廠的消防與設計優(yōu)化：以MBR工藝為例[J].凈水技術，2023（9）：183-189.

5 齊超元，原效凱，李曉春，等.基于復雜用地條件的地下式污水處理廠精細化設計[J].凈水技術，2024（6）：186-195.