改良A2O工艺影响因素运行优化与工程应用

1、改良a2/o工艺影响因素运行优化与工程应用摘 要：针对现有a2/o工艺存在的问题，在优化碳源分配、回流比、溶解氧、 厌氧池、缺氧池和好氧池的溶积比例和污泥龄五因素的基础上，提出相应的调控措施，关键参数具有可调性，运行过程中及时根据进水情况和工艺状态对运行参数进行调整，实现脱氮除磷双达标。关键词：溶解氧；多点进水；a2/o工艺；脱氨除磷；工程应用一、概述a2/o是anaeroxic-anoxic-oxic的英文缩写，a2/o生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。生化反应池通过曝气装置、推进器(厌氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厌氧段、缺氧段、好氧段1-2

2、。 为了克服a/o工艺不完全脱氮的不足，1976年由barnard 、rabinowitz和marais等人对phoredox工艺的研究中，提出了3阶段phoredox工艺，即a2/o 工艺3、4。目前，我国有很多a/o工艺和传统工艺可改造为a2/o工艺，但是现有a2/o工艺普遍不能实现稳定达标。主要是因为进水水质、水量具有周期性的变化，而工艺调控缺乏相应的变化手段。现有的a2/o污水处理工艺存在碳源竞争（脱氮和除磷对碳源的竞争）、污泥龄矛盾（脱氮和除磷要求的泥龄不同）、回流携带硝态氮和溶解氧等问题5、6。解决脱氮除磷问题需要从处理工艺的全局出发，设计系统的方案。污泥龄、溶解氧水平、碳源及其分

3、配、缺氧/厌氧/好氧三段比例、内外回流比这五个因子是影响生物脱氮除磷效率的关键因素，五个因素在一定的工艺条件范围内同时满足释磷、反硝化、吸磷、硝化四个生化过程的需要，在工程设计上必须具有可以调节的措施，在运行过程中及时根据进水情况和相应的工艺状态对运行参数进行调整，努力创造在一个系统中实现脱氮除磷双达标的工艺条件，将脱氮除磷这一矛盾通过运行调控予以解决，最终使其出水可以稳定达到gb189182002规定的一级b标准，部分条件下可达到一级a标准7、8。二、五因素运行优化措施根据实际工况，对碳源、回流比、厌氧、缺氧及好氧区比例、溶解氧和泥龄五个影响因素进行调节，在工艺设计时考虑具有可调性。具体调节

4、措施如下：1、碳源分配。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、回流比可调。内回流比通过设置多台泵实现多级可调，调整范围为进水量的50%-400%；外回流比通过设置变频泵（流量为进水量的25%-100%）和两台大泵（流量为进水量的100%）实现，调整范围为进水量的25%-300%。3、厌氧、缺氧及好氧区各段的比例可调。进行水下移动式隔墙的研究与设计，相应考虑潜水搅拌器的移动。移动式隔墙分为两种不同型式，一种用于厌氧/缺氧段；另一种用于缺氧或厌氧与好氧段。隔墙可跨过池底部曝气头而移动。隔墙和搅拌器移动距离为沿池长方向10m的范围。厌氧段水力停留时间（ht）的调

5、整范围为0.5-2小时，缺氧段ht的调整范围为2-6小时，好氧段ht的调整范围为4-12小时。4、溶解氧可调。通过曝气方式与设备的选用，并结合不同的水深对曝气器进行优化设计；单级高速离心风机可实现调节导叶片和风机叶片角度，从而实现高效率、低损耗的调控风量功能。5、污泥龄可调。通过剩余污泥泵的调节来实现。采用变频泵，通过变频器改变电机工作频率或通过电动阀控制开停，实现剩余污泥量的调节。调整范围为3-25天。通过以上措施，能够及时地将污水处理主要的五个影响因素：泥龄、好氧池的溶解氧浓度、厌氧池和缺氧池的碳源补充量、污水处理过程中污水、污泥的回流量和厌氧池、缺氧池及好氧池的池容比例，调整在合理的状态

6、，从而保证整个生处理过程适时地维持在最佳的状态，使污水处理得到最好的效果。三、唐山市唐海县污水处理厂工程应用1、河北省唐海县污水处理厂背景情况河北省唐海县污水处理厂，由唐山城市排水有限公司投资，采用bot模式建设，由机科发展科技股份有限公司负责工程设计和成套设备的供应。工程总投资4200万元，其中a2/o成套设备投资780万元，厂址位于河北省唐山市唐海县阴阳村，占地面积64.66公顷(见图1)。图1 唐海县污水处理厂2、河北省唐海县污水处理厂工程设计技术要点唐海县污水处理厂工程处理规模为2万吨/天，采用改良的a2/o工艺，在厌氧池前设一个预脱氧池。图2为其工艺流程图。图2 河北省唐海县污水处理

7、厂工艺流程图（1）预脱氧池污水经预处理后直接进入生化系统，其中一部分污水与二沉池回流污泥进入预脱氧池，反硝化菌在该池中利用污水中的有机物进行反硝化，去除回流污泥中的硝酸盐，降低硝态氮对后段厌氧释磷的不利影响，保证除磷效果。（2）厌氧池在厌氧池中，经过脱除硝酸盐的回流污泥与部分进水混合，聚磷菌吸收污水中的小分子有机物合成聚羟基丁酸（phb）并储存在细胞内，同时将细胞内的聚磷酸盐水解成正磷酸盐，释放到水中。（3）缺氧池在缺氧池中，部分进水与好氧池回流混合液混合，反硝化菌利用污水中的有机物和回流混合液中的硝酸盐进行反硝化脱氮。（4）好氧池在好氧池中，聚磷菌主要是靠分解体内储存的phb来获得能量供自身

8、生长繁殖，同时超量吸收水中的溶解性磷以聚磷酸盐的形式储存在体内；微生物利用有机污染物和氧进行自身的生长繁殖与新陈代谢，去除碳源污染物质；硝化菌利用氧进行硝化作用，将污水中的nh3-n转化为硝态氮。悬挂链移动节能曝气技术的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nh3-n硝化，在缺氧段进行硝态氮反硝化，从而在曝气池中实现了同时硝化反硝化脱氮。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20%的氧利用率高出50%，节省曝气量，减少了鼓风机的耗电量。（5）二沉池在二沉池中，含磷高的污泥经过沉淀从水中分离出来，部分回流至预脱氧池

9、，剩余污泥排入污泥处理系统。河北省唐海县污水处理厂构筑物设计参数见表1。其中好样段采用悬挂链式曝气系统，曝气池悬浮物浓度mlss=3500mg/l，污泥负荷0.06kgbod5/kgmlssd，污泥回流比100%。表1 河北省唐海县污水处理厂构筑物设计参数预脱氧段厌氧段缺氧段好氧段数量1座1座1座1座每座长度21.0m21.0m21.0m56.0m每座宽度8.0m16.0m31.35m47.0m池深6.0m6.0m6.0m6.0m水力停留时间1.0h2h3.5h5.0h3、运行效果工程于2008年4月开工建设，2009年1月土建工程竣工，2月设备安装完毕，3月进入工艺调试阶段，5月经过唐海县环

10、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。河北省唐海县污水处理厂排水执行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，其进出水水质见表2。表2 唐海县污水处理厂进出水水质水质指标进水水质(mg/l)出水水质(mg/l)codcr40060ss20020bod520020tn6520nh3-n408tp101.0ph6-9大肠杆菌（个/l）103参考文献1 huang m. h.,li

11、y. m.,gu g.w.toxicity reduction of municipal wastewater by anaerobic-anoxic-oxic processj. biomedical and environmental sciences,2010, 23:481-486.2 杨云龙,闫鸿远.a2/o脱氮除磷工艺j.山西建筑,2004,30(22):85-86.3 baeza j. a.,gabriel d.,lafuente j.improving the nitrogen removal efficiency of an a2/o based wwtp by using

12、an on-line knowledge based expert systemj.water research,2002,36(8):2109-2123.4 you s. j.,hsu c.l.,chuang s.h.et al. nitrification efficiency and nitrifying bacteria abundance in combined as-rbc and a2/o systemsj. water research,2003,37(10):2281-2290.5 彭轶,彭永臻,吴昌永. a2/o工艺中反硝化除磷j.环境工程学报,2008,2(6):752-7