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傳統(tǒng)活性污泥法是應(yīng)用最早的工藝,它去除有機(jī)物的效率很高,近20年來,水體富營養(yǎng)化的危害越來越嚴(yán)重,去除氮、磷列入了污水處理的目標(biāo),于是出現(xiàn)了活性污泥法的改進(jìn)型AO工藝和AAO工藝。AO工藝有兩種,一種是用于除磷的厭氧—好氧工藝,一種是用于脫氮的缺氧—好氧工藝;AAO工藝則是既脫氮又除磷的工藝。
A-A-O生物脫氮除磷工藝是傳統(tǒng)活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。在該工藝流程內(nèi),BOD、SS和以各種形式存在的氮和磷將一并被去除。該系統(tǒng)的活性污泥中,菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌組成,專性厭氧和一般專性好氧菌群均基本被工藝過程所淘汰。在好氧段,硝化細(xì)菌將入流中的氨氮及由有機(jī)氮氨化成的氨氮,通過生物硝化作用,轉(zhuǎn)化成硝酸鹽;在缺氧段,反硝化細(xì)菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用,轉(zhuǎn)化成氮?dú)庖萑氪髿庵?,從而達(dá)到脫氮的目的;在厭氧段,聚磷菌釋放磷,并吸收低級脂肪酸等易降解的有機(jī)物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通過剩余污泥的排放,將磷去除。在以上三類細(xì)菌均具有去除BOD的作用,但BOD的去除實(shí)際上以反硝化細(xì)菌為主。以上各種物質(zhì)去除過程 可直觀地用圖所示的工藝特性曲線表示。污水進(jìn)入曝氣池以后,隨著聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段好氧生物分解,BOD濃度逐漸降低。在厭氧段,由于聚磷菌釋放磷,TP濃度逐漸升高,至缺氧段升至最高。在缺氧段,一般認(rèn)為聚磷菌既不吸收磷,也不釋放磷,TP保持穩(wěn)定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厭氧段和缺氧段,氨氮濃度穩(wěn)中有降,至好氧段,隨著硝化的進(jìn)行,氨氮逐漸降低。在缺氧段,NO3-N瞬間升高,主要是由于內(nèi)回流帶入大量的NO3-N,但隨著反硝化的進(jìn)行,硝酸鹽濃度迅速降低。在好氧段,隨著硝化的進(jìn)行,NO3-N濃度逐漸升高。A-A-O生物脫氮除磷的功能是有機(jī)物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合,因而其工藝參數(shù)應(yīng)同時滿足各種功能的要求。如能有效去除脫氮或除磷,一般也能同時高效地去除BOD,但除磷和脫氮往往是相互矛盾的,具體體現(xiàn)在某些參數(shù)上,使這些參數(shù)只能局限在某一狹窄的范圍內(nèi),這是A-A-O系統(tǒng)工藝控制較為復(fù)雜的主要原因。完全的生物硝化,是高效生物脫氮的前提,因而F/M越低SRT越高,脫氮效率越高,而生除磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除磷是運(yùn)行較靈活的一種工藝,可以以脫氮為重點(diǎn),也可以以除磷為重點(diǎn),當(dāng)然也可以二者兼顧。如果既要求一定的脫氮效果,也要求一定的除磷效果,F(xiàn)/M一般控制在0.1~0.18kgBOD5/(kgMLVSS?d),SRT一般應(yīng)控制在8~15天。水力停留時間與進(jìn)水濃度、溫度等因素有關(guān)。厭氧段水力停留時間一般在1~2小時范圍;缺氧段水力停留時間1.5~2小時;好氧段水力停留時間一般應(yīng)在6小時。內(nèi)回流比r一般在200~500%之間,具體取決于進(jìn)水TKN濃度,以及所要求脫氮效率,一般認(rèn)為,300~500%時脫氮效率最佳。外回流比R一般在50~100%的范圍內(nèi),在保證二沉池不發(fā)生反硝化及二次釋放磷的前提下,應(yīng)使R降至最低,以免將大多的NO3-N帶回厭氧段,干擾磷的釋放,降低除磷效率。厭氧段DO應(yīng)控制在0.2mg/l以下,缺氧段DO應(yīng)控制在0.5mg/l以下,而好氧段DO應(yīng)控制在2~3mg/l之間。對于生物脫氮來說,COD/TKN應(yīng)大于4.0,而生物除磷則要求COD/TP大于20。如果不能滿足上述要求,應(yīng)向污水中投加有機(jī)物。為了提高COD/TKN值,宜投加甲醇做營養(yǎng)源,為了提高COD/TP值,宜投加乙酸等低級脂肪酸。A-A-O生物除磷脫氮系統(tǒng)中,污泥混合液的PH應(yīng)控制在7.0之上,如果PH小于6.5時,可提高堿度。溫度越高,對生物脫氮越有利,當(dāng)溫度低于15℃時,生物脫氮效率將明顯下降。而當(dāng)溫度下降時,則極可能對除磷有利。某些重金屬離子、絡(luò)合陰離子及一些有機(jī)物隨著工業(yè)廢水入處理系統(tǒng)后,如果超過一定的濃度,會導(dǎo)致活性污泥中毒,會使某些生物活性受到抑制。反硝化細(xì)菌和聚磷菌對毒物及抑制物質(zhì)的反應(yīng),同傳統(tǒng)活性污泥系統(tǒng)的污泥基本一致,其中毒或抑制劑量見下表。與異養(yǎng)菌類相比,硝化細(xì)菌更易受到毒物抑制。一些對異養(yǎng)菌無毒的物質(zhì)會對硝化細(xì)菌形成抑制。而同一種抑制物質(zhì),在某一濃度水平下,對異養(yǎng)菌無毒性,而對硝化細(xì)菌卻可能有抑制作用。
3、提高AAO工藝處理效果的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
一般A2/O工藝流程當(dāng)脫氮效果好時,則除磷效果較差,反之亦然,很難同時獲得好的脫氮除磷的效果,所以特對A2/O工藝提出改進(jìn)措施,以提高該工藝的整體處理效果。
1. 在設(shè)計和運(yùn)行中,保證污泥回流比為(60~100)%,一般回流到厭氧段的污泥回流比為(10~20)%,其余的則回流到缺氧段。這樣就減少了進(jìn)入到厭氧段的硝酸鹽和溶解氧量,最大限度地維持了其厭氧環(huán)境,同時又保證了所需的污泥濃度。2. 原污水應(yīng)能同時進(jìn)入到厭氧段和缺氧段,據(jù)脫氮除磷生化反應(yīng)對有機(jī)碳源的需要,通過閘門調(diào)節(jié)其進(jìn)入?yún)捬醵魏腿毖醵蔚奈鬯髁俊?/span>有關(guān)研究表明,如要獲得較高的脫氮除磷效果,可按1/3污水流入缺氧段來設(shè)計。3. 回流污泥的提升用潛污泵代替螺旋泵,同時回流污泥和污水進(jìn)入?yún)捬醵魏腿毖醵尉捎醚蜎]式入流,以減少復(fù)氧。4. 厭氧段和缺氧段水下攪拌器的功率一般按3~5W/m3來設(shè)計過大則會在池內(nèi)產(chǎn)生渦流,導(dǎo)致混合液溶解氧升高,影響脫氮除磷效果;但攪拌功率過小則混合液中的污泥可能沉積下來。5. 取消消化池,將剩余污泥直接經(jīng)濃縮壓濾成泥餅,避免了A2/O工藝高磷剩余污泥在消化過程中磷被重新釋放和溶出,影響磷的去除效果。6. A2/O工藝的污泥齡取值應(yīng)兼顧脫氮除磷二方面的要求,一般污泥齡為15~20d為宜。7. 混合液回流比的取值應(yīng)兼顧A2/O工藝脫氮率要求較高和降低運(yùn)行費(fèi)用二個方面,一般取(300~400)%為宜,此時脫氮率可達(dá)70%以上,運(yùn)行費(fèi)用也不會太高。如果將缺氧池和好氧池設(shè)計成同心圓式,外圓為環(huán)形好氧池,采用轉(zhuǎn)刷曝氣推流;同心圓的中間是圓形缺氧反硝化池,用潛水?dāng)嚢杵鲾嚢柰屏鳌?/span>從厭氧段出來的混合液通過缺氧池圓形隔墻上的開口進(jìn)入好氧段,而好氧段混合液則通過隔墻上的旋轉(zhuǎn)門回流到缺氧段,混合液的回流量由控制旋轉(zhuǎn)門的開啟度來調(diào)節(jié),使回流混合液不需用泵提升,大大節(jié)約了能耗,又保證了較高的脫氮率。我國昆明第二污水廠就是采用該種結(jié)構(gòu),效果良好。8. A2/O工藝設(shè)計中,要取得較好的處理效果和比較靈活的運(yùn)行條件,一般采用設(shè)計參數(shù):厭氧段污泥負(fù)荷率>0.10kgBOD5/kgMLSS·d;厭氧段進(jìn)水S-P/S-BOD5<0.06;缺氧段C/N>6。好氧段污泥負(fù)荷率<0.10kgBOD5/kgMLSS·d;好氧段TKN/MLSS<0.15kgTKN/kgMLSS·d。9. A2/O工藝中水力停留時間一般為6~8h,三段水力停留時間適宜的比例為厭氧∶缺氧∶好氧=1∶1∶(3~4)
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