置入a2o工艺在污水处理厂中的应用

置入a2o工艺在污水处理厂中的应用

在过去的20-30年中，废水氮和废水去除技术一直是废水处理领域的研究热点。其中最为先进的有A2/O、UCT、VIP工艺等。这些工艺流程比较长、基建投资与运行费用比较高、工艺系统复杂、要求具有较高管理水平的技术人员进行操作管理。1采用二维离心分离法去除氮和磷，原理和特点1.1促进聚磷菌过度吸磷的技术通过大量试验研究与机理分析,针对污水生物除磷反应机制问题,由张波等人提出并验证了如下理论观点:(1)聚磷菌有效释磷水平的充分与否,并不是决定系统除磷能力的必要条件。(2)推进聚磷菌过度吸磷的本质动力与厌氧历时和厌氧环境的程度有关。在一定范围内,厌氧历时越长,厌氧的程度越充分,该动力越大。(3)聚磷菌以[O]作为电子受体的聚磷生成效率显著大于以[NO-3-N]作为电子受体的生成效率。以此为理论基础,张波等人首次提出了倒置A2/O工艺,该技术利用不同水质条件的城市污水进行了现场试验研究。与传统A2/O、UCT、VIP等工艺相比,倒置A2/O工艺的创新点在于将厌氧、缺氧环境倒置,形成了缺氧/厌氧/好氧的流程形式,从根本上解决了生物脱氮除磷系统存在的一系列问题。1.2次压缩s1法倒置A2/O工艺生化反应流程如图1所示。进入生化反应系统的污水和循环污泥一起进入缺氧区,污泥中的硝酸盐,在反硝化菌的作用下进行反硝化反应,将硝酸盐氮转化为氮气,实现了系统的前置脱氮。在不同进水方式下,系统进水全部或大部分直接进入缺氧区,优先满足了反硝化的碳源要求,故提高了处理系统的脱氮效率。污泥经过缺氧反硝化以后进入厌氧区,避免了硝酸盐对厌氧环境的不利影响。在厌氧区,聚磷菌将污水中的碳源转化为聚β羟基丁酸(PHB)等储能物质积聚吸磷动力。在好氧区,有机污染物进一步被降解,硝化菌将污水中存在的氨氮转化为硝酸盐氮,同时聚磷菌利用在厌氧条件下产生的动力进行过度吸磷。活性污泥混合液在二沉池进行泥水分离,一部分污泥回流到系统前端,另一部分富含磷的剩余污泥从系统中排出,从而实现生物除磷的目的。倒置A2/O工艺技术特点①系统优先满足微生物脱氮的碳源要求,反硝化容量充分,系统脱氮能力得到显著加强,同时也避免了回流污泥中携带的硝酸盐对厌氧区的不利影响;②聚磷微生物经历厌氧环境之后直接进入生化效率较高的好氧段,其在厌氧环境下形成的吸磷动力得到了更有效率的利用;③参与循环的微生物全部经历了完整的厌氧-好氧过程,具有“群体效应”,因而显著提高了系统的氮磷脱除能力;④通过取消或缩短初沉池的时间,改善了活性污泥的沉降性能,提高了活性污泥浓度,为硝化和反硝化同步进行提供了有利条件,系统的脱氮效率进一步提高;⑤倒置A2/O工艺延长了非曝气历时,将常规A2/O工艺的污泥回流系统与混合液内循环系统合二为一,流程简捷,便于管理,节省了基建投资与运行费用。此外,系统进水可以采用分点进水方式,在满足反硝化碳源需求的同时,部分污水直接进入厌氧区,增强厌氧压抑状态,聚磷菌的过度吸磷动力得到加强,可以进一步强化系统除磷功能。2生活污水企业的节能与运行情况李村河污水处理厂,一期工程设计规模为8万m3/d,远期污水处理厂总规模达到17万m3/d。李村河污水处理厂所接纳的污水约70%为工业废水,工业废水以化工、造纸、棉纺印染、食品加工为主,反应温度≥15℃,其实际生产处理效果如表1。团岛污水处理厂,工程设计规模10万t/d,目前实际污水量仅为4～5万t/d。团岛污水处理厂所接纳的污水80%以上为生活污水,少量工业废水主要为食品加工废水,反应温度≥15℃,其实际生产处理效果如表2。倒置A2/O工艺在李村河污水处理厂生产应用结果表明,对于以工业废水为主的城市污水,其有机物(CODCr)、氮(TN)、磷(TP)去除率分别达到90%、80%和90%以上。同时通过对李村河污水处理厂长期运行统计数据的分析,在原有工艺运行条件下(VIP/UCT结合工艺),其实际生产运行能耗为0.396(kW·h)/m3,而在倒置A2/O工艺运行条件下,其实际生产运行能耗仅为0.348(kW·h)/m3,其综合节能达到12%左右,同时作为污水处理厂生化处理核心的鼓风曝气系统的能耗方面,倒置A2/O工艺较VIP/UCT结合工艺的运行能耗降低12.3%,其占综合降耗的45%左右。倒置A2/O工艺在团岛污水处理厂生产应用结果表明,对于以生活污水为主的城市污水,其有机物(CODCr)、氮(TN)、磷(TP)去除率分别达到90%、80%和90%以上。同时通过对团岛污水处理厂长期运行统计数据的分析,在原有工艺运行条件下(改良A2/O工艺),其实际生产运行能耗为0.570(kW·h)/m3,而在倒置A2/O工艺运行条件下,其实际生产运行能耗仅为0.460(kW·h)/m3,其综合节能达到19%左右,同时在作为污水处理厂生化处理核心的鼓风曝气系统的能耗方面,倒置A2/O工艺较改良A2/O工艺运行能耗降低19.4%,其占综合降耗的43%左右。尽管与其它生物脱氮除磷工艺一样,低温是影响倒置A2/O工艺脱氮效率的重要因素,在处理系统稳定运行的基础上,通过延长活性污泥泥龄、提高溶解氧浓度等对处理系统的运行条件的适当调整,可以保证倒置A2/O工艺在低温条件下的稳定运行,并具有较好的脱氮效果,其脱氮效率达到75%以上。3表面活性剂的应用(1)倒置A2/O工艺在脱氮除磷效率、运行能耗、建设成本和可靠性等方面均优于A2/O工艺及其改良工艺等,是适合我国城市污水实际情况,具有简捷、高效特点的新工艺。(2)倒置A2/O工艺生产应用结果表明,对于不同水质条件的城市污水,其均具有非常强的适应性,该工艺既可用