A2O工艺的改良和设计应用

1、中国给水排水2003Vol.19CHINAWATER&WASTEWATERNo.8AO工艺的改良与设计应用2万年红(中国市政工程中南设计研究院,云南昆明650031)摘要:简述了几种具有工程意义的改良型AO、适应性和国内试验及设计应用情况作了介绍。22关键词:改良型AO工艺;A+AOO混合液回流中图分类号:X703.1:1000-4602(2003)08-0081-0321传统A2O取消混合液回流的中试,结果表明,当污泥回流比为150%时对有机物和氮的去除效果同传统AO工艺22市污水十分常见,当采用传统AO工艺进行处理时普遍存在以下问题:混合液的回流方式在工程上不好处理,如用泵回流则电

2、耗较高。同时,混合液回流也给污水厂的日常生产运行及曝气管路布置等带来了不便。回流污泥中富含的硝酸盐对生物除磷产生了不利影响。碳源不足导致氮的去除率不高。2为解决这些问题,传统AO工艺产生了许多变种,其中较有工程意义的工艺流程见图1。的相当,而除磷效果较优。取消混合液回流最初是基于这样的认识:曝气池在好氧状态下也可进行一定程度的反硝化,如同氧化沟中进行的同步反硝化作用。该工艺的脱氮作用既包括曝气池中微生物的内源反硝化,也包括回流污泥在厌氧区利用原水中的有机物为碳源进行的反硝化(前者所占比例很小,以后者为主)。值得注意的是,该试验采用的污泥回流比较传统AO工艺的大,这应是脱氮效果好的主要2原因:回

3、流污泥中的硝酸盐浓度约为混合液中硝酸盐浓度的1倍左右,对脱氮来讲1倍的污泥回流相当于2倍的混合液回流。该工艺实际上是将污泥回流和混合液回流合二为一,在流程上有所减化,使得生产运行与管理也更直观、简单,但其经济性还值得探讨,因为混合液回流泵的扬程为9.8kPa,而污泥回流泵的扬程49kPa,电耗差别显而易见。该工艺和倒置型AO工艺异曲同工,原理和流2图1多点回流的传统AO工艺2昆明第二污水处理厂和汕头东区污水处理厂就采用了这种污泥回流方式。该工艺在污泥回流位置上作了一些变动,只有小部分污泥回流到厌氧池,大部分则回流到缺氧池,从而减轻了硝酸盐对释磷的影响。由于只有小部分污泥经历了完整的厌氧好氧过程

4、,大部分污泥没有经过厌氧阶段就直接进入缺氧和好氧环境,反而对除磷不利。2改良型A2程十分相似:回流污泥首先同原水混合而自然形成一个缺氧区,污泥中的反硝化细菌利用原水中的有机物为碳源进行反硝化,很快便将回流污泥中的硝酸盐消耗掉,后续区段将处于严格的厌氧状态。212倒置型AO工艺2O工艺22同济大学的张波、高廷耀等对倒置型AO工艺(见图2)的原理与特点进行了试验研究与理论探2211取消混合液回流的AO工艺索,在污泥回流比为200%的条件下得到了更好的脱氮除磷效果,对有机物的去除效果则与传统AO2同济大学的任洁、顾国维等对AO工艺进行了812003Vol.19中国给水排水No.8工艺相当。点是取消了

5、混合液回流。它对生活污水中BOD5、TN、TP的去除效率分别为95%98%、70%90%、60%85%。215AO除磷活性污泥法图2倒置型A2O工艺AO除磷活性污泥法只除磷不脱氮,适用于某该工艺的特点是缺氧池位于厌氧池之前。脱氮效果好的原因是:污泥回流比大;缺氧段位于工艺的首端,使得反硝化可优先获得碳源。除磷效果好的原因是:污泥回流比大,且所有回流污泥均经历了完整的厌氧(释磷)好氧(吸磷)过程,使得排放的剩余污泥含磷量更高;缺氧池在前可消除硝酸盐的不利影响;微生物经厌氧释磷后直接进入好氧环境,用。213A+AO工艺A+AO。些对磷的排放要求很严格,而对氮的排放要求不高的场合。严格来讲,它并不属

6、于AO法,当然也谈不上是AO。但是,通过十几年来的工程实践,AO除,原因是这些城市的(54080mgL左右,甚O工艺不仅造成投资浪费及构筑,而且由于碳源不足而使得脱氮效果很差,达不到预期目标。另外,人们已经认识到在某些场合(如封闭性水体等)除磷比脱氮更为重要,因此某些原先采用AO工艺的城市在新建的污水厂又开始采用AO除磷活性污泥法,如广州、泉州、潮州等地。从这个意义上讲,AO除磷活性污泥法也不失为传统AO工艺的替代工艺。3设计应用图3A+AO工艺流程该工艺在传统AO法的厌氧池之前设置回流污泥反硝化池,来自二沉池的回流污泥和10%左右的进水进入该池(另90%左右的进水直接进入厌氧池),停留时间为

7、2030min,微生物利用进水中的有机物作碳源进行反硝化(去除由回流污泥带入的硝酸盐),消除了硝态氮对厌氧释磷的不利影响,保A+AO工艺该工艺最早是由中国市政工程华北设计研究院在山东泰安污水处理厂的设计中提出的,主要目的是通过在AO工艺的厌氧池前设一个回流污泥反硝化池来去除回流污泥中富含的硝酸盐,以降低或消除硝酸盐对厌氧释磷的影响,从而保证系统的除磷效果。该工艺简便易行(在厌氧池中分出一格,并对进水稍作改动即可),目前采用较多。取消混合液回流的AO工艺证了除磷效果。该工艺简便易行,在厌氧池中分出一格作回流污泥反硝化池即可。214TRIZON工艺法国得利满公司提交的国内某工程的技术方案中推荐了T

8、RIZON工艺(见图4)。采用传统AO工艺的常州市城北污水处理厂43二期工程(规模为5×10md)以取消内回流的形式运行了一年多,结果表明,取消内回流后有机物、NH3-N及TP去除率明显上升,TN去除率(为65%)略有下降,这与任洁等人的试验结论基本一图4TRIZON工艺致。该结果具有重要的工程意义,因为现行的污水(G综合排放标准B89781996)对TN不作要求(只限制NH3-N),新的城镇污水处理厂污染物排放标(G准B189182002)的二、三级标准对TN也不作要求,而一级标准只要求出水TN<15mgL(A标该工艺的显著特点是不在污水主流路上设缺氧区,而是在回流污泥流路上

9、设污泥活化区,在该区内污泥交替经历缺氧和好氧两种状态;第二个特点是污泥活化区、厌氧区、好氧区集中在一个池子内(称为TRIZON生化池),因而占地面积较小;第三个特准)或20mgL(B标准)。我国城市生活污水中的TN含量一般在40mgL左右,若出水水质按A标准822003Vol.19中国给水排水No.8执行,则TN去除率只需63%左右即可,取消内回流后TN去除率约下降5%,完全可满足要求。因此,该工艺可在现有污水厂和新建的污水厂中推广。不过该工艺有两个问题值得探讨:一是污泥回流比过大并不经济,如何确定一个较佳的回流比;二是好氧区的反硝化作用如何量化、TN去除率怎么确定及反硝化效率怎么控制。2倒置

10、型AO工艺该工艺的内回流是否取消取决于经济性和运行习惯,如取消内回流则污泥回流比需相应加大。由中国市政工程中南设计研究院设计的河南新43乡骆驼湾污水处理厂(规模为15×10md)该工艺,目前已进入施工安装阶段,4结语质同样可达到排放标准。TRIZON工艺系国外水处理公司开发的商业性工艺,国内还没有对其进行系统性试验研究,缺少设计和运行经验,目前还不具备工程应用的条件。但该工艺的思路较为新颖(有些类似于传统活性污泥法的回流污泥再生),建议有关科研、设计单位进行该工艺的系统试验研究,或者引进、消化、吸收,以使其完全国产化,(如),建议采用A+AO,解决了回流污泥中2,不失为一种实用AO工

11、艺。如城市污水浓度较低且对氮2的排放要求不高时采用AO工艺要慎重,这时对进水水质的预测最好在实测资料的基础上结合城市发展来进行,以选择合适的工艺。在南方城市污水中的BOD5和TN浓度普遍偏低,用常规活性污泥法2取消混合液回流和倒置AO工艺在国内2大规模的工程应用和生产运行的实践尚不多见,并且加大污泥回流比的经济性还值得进一步考虑、比较,所以对这两种工艺的采用要谨慎。对于执行一级标准(要求脱氮)的大型城市污水处理厂或出水排入封闭性水域(如滇池)的城镇污水处理厂,如采用改良型AO工艺则应在设计时保留内回流,运行时则可根据水质情况再决定是否取消;对于中、小型城镇污水处理厂而言,如所排放水体的等级较低,则在2采用改良型AO工艺时应大胆取消内回流,出水水2处理即可使出水TN达标,在这样的条件下如对磷的排放有要求则采用AO除磷活性污泥法是一种较好的选择(化学强化一级处理等工艺另当别论)。需要注意的是,该工艺也要采取措施来消除硝态氮对释磷的不利影响。电话:(0871)5196259E-mail:wan85收稿日期:2003-04-29工程信息广西省柳州市东环供水工程43432该工程一期处理规模:10×10md(二期处理规模:13×10md),总占地面积:3.7hm,一期投资额:1.4