污水处理厂AAO工艺详述.doc

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1、1A-A-O 生物脱氮除磷工艺 相当多的污水处理厂在去除 BOD 和 SS 的同时，还要求脱氮并去除磷。此时，应采用 A-A-O 生物脱氮除磷工艺。 1、工艺原理及过程 A-A-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。在该工艺流程内，BOD、SS 和以各种形式存在的氮和磷将一并被去除。该系统 的活性污泥中，菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成，专性厌氧和一般专性好氧菌 群均基本被工艺过程所淘汰。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及由有机氮氨化成的氨 氮，通过生物硝化作用，转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通 过生物反硝化作用，转化

2、成氮气逸入大气中，从而达到脱氮的目的；在厌氧段，聚磷菌释 放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通过剩 余污泥的排放，将磷去除。 在以上三类细菌均具有去除 BOD 的作用，但 BOD 的去除实际上以反硝化细菌为主。 以上各种物质去除过程 可直观地用图所示的工艺特性曲线表示。污水进入曝气池以后，随 着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段好氧生物分解，BOD 浓度逐渐降低。在厌氧段， 由于聚磷菌释放磷，TP 浓度逐渐升高，至缺氧段升至最高。在缺氧段，一般认为聚磷菌既 不吸收磷，也不释放磷，TP 保持稳定。在好氧段，由于聚磷菌的吸收，TP 迅速降低。在 厌氧段和缺氧

3、段，氨氮浓度稳中有降，至好氧段，随着硝化的进行，氨氮逐渐降低。在缺 氧段，NO3N 瞬间升高，主要是由于内回流带入大量的 NO3N，但随着反硝化的进 行，硝酸盐浓度迅速降低。在好氧段，随着硝化的进行，NO3N 浓度逐渐升高。 2、工艺参数和影响因素 A-A-O 生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合，因而其工艺 参数应同时满足各种功能的要求。如能有效去除脱氮或除磷，一般也能同时高效地去除 BOD，但除磷和脱氮往往是相互矛盾的，具体体现在某些参数上，使这些参数只能局限在 某一狭窄的范围内，这是 A-A-O 系统工艺控制较为复杂的主要原因。 （1）F/M 和 SRT 完全的生物硝

4、化，是高效生物脱氮的前提，因而 F/M 越低 SRT 越高，脱氮效率越高， 而生除磷则要求高 F/M 低 SRT。A-A-O 生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺，可以以脱 氮为重点，也可以以除磷为重点，当然也可以二者兼顾。如果既要求一定的脱氮效果，也 要求一定的除磷效果，F/M 一般控制在 0.10.18kgBOD5/(kgMLVSSd)，SRT 一般应控制 在 815 天。 （2）水力停留时间 水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。厌氧段水力停留时间一般在 12 小时范 围；缺氧段水力停留时间 1.52 小时；好氧段水力停留时间一般应在 6 小时。 （3）内回流与外回流 内回流比 r 一般

5、在 200500之间，具体取决于进水 TKN 浓度，以及所要求脱氮效 率，一般认为，300500时脱氮效率最佳。外回流比 R 一般在 50100的范围内，在 保证二沉池不发生反硝化及二次释放磷的前提下，应使 R 降至最低，以免将大多的 NO3N 带回厌氧段，干扰磷的释放，降低除磷效率。 （4）溶解氧 DO 厌氧段 DO 应控制在 0.2mg/l 以下，缺氧段 DO 应控制在 0.5mg/l 以下，而好氧段 DO 应控制在 23mg/l 之间。 （5）BOD/TKN 与 BOD/TP 对于生物脱氮来说，BOD/TKN 应大于 4.0，而生物除磷则要求 BOD/TP 大于 20。如果2不能满足上述

6、要求，应向污水中投加有机物。为了提高 BOD5/TKN 值，宜投加甲醇做营养 源，为了提高 BOD/TP 值，宜投加乙酸等低级脂肪酸。 （6）PH 和碱度 A-A-O 生物除磷脱氮系统中，污泥混合液的 PH 应控制在 7.0 之上，如果 PH 小于 6.5 时，可提高碱度。 （7）温度的影响 温度越高，对生物脱氮越有利，当温度低于 15时，生物脱氮效率将明显下降。而当 温度下降时，则极可能对除磷有利。 （8）毒物及抑制物质 某些重金属离子、络合阴离子及一些有机物随着工业废水入处理系统后，如果超过一 定的浓度，会导致活性污泥中毒，会使某些生物活性受到抑制。反硝化细菌和聚磷菌对毒 物及抑制物质的反

7、应，同传统活性污泥系统的污泥基本一致，其中毒或抑制剂量见下表。 与以菌类相比，硝化细菌更易受到毒物抑制。一些对异养菌无毒的物质会对硝化细菌形成 抑制。而同一种抑制物质，在某一浓度水平下，对异养菌无毒性，而对硝化细菌却可能有 抑制作用。抑制生物硝化的一些有机物抑制硝化的一些重金属和无机物浓度1有机物产生 75抑制时的浓度 （mg/l）种类产生抑制时的浓度 （mg/l）2苯胺1六价铬0.253乙二胺1铜0.0050.54萘胺1铅0.55芥子油1镁506酚5.6镍0.257甲基引哚7锌0.080.58硫脲0.076氰化物0.349氨基硫脲0.18硫酸盐5003、A-A-O 生物脱氮除磷系统的功效 A

8、-A-O 生物脱氮除磷工艺，可以通过运行控制，实现以除磷为重点。此时除磷效率可 以超过 90，但脱氮效率会非常低。如果运行控制以脱氮为重点，则可获得 80以上的脱 氮效率，而除磷往往在 50以下。在运行良好时，可以实现脱氮与除磷同时超过 60，但 要维持高效率脱氮的同时，高效率除磷是不可能的。运行中只能选择以二者之一为主，若 二者兼顾，则效率都不高。 该工艺具有使出水 TP 小于 2mg/l，TN 小于 9mg/l 的潜力，但需良好的设计与精心的 运行管理。国外很多采用该工艺的处理厂大多数以脱氮为主，兼顾除磷；如果出水中 TP 超标，则辅以化学除磷方法。 4、A-A-O 生物脱氮除磷系统的工艺

9、控制 （1）曝气系统的控制 因生物除磷本身并不消耗氧，所以 A-A-O 生物脱氮除磷工艺曝气系统的控制与生物反 硝化系统一致。 （2）回流污泥系统的控制 控制回流比时，应首先保证不使污泥在二沉池内停留时间过长，导致反硝化或磷的二 次释放，因此需要保证足够大的回流比；其次，回流比不能太大，以防过量的 NO3N 浓度大于 4mg/l，必须降低回流比 R。单纯从 NO3N 对除磷的影响来看，脱氮越完全，3NO3N 对除磷的影响越小。运行人员需综合以上情况，结合本厂的具体特点，确定出最 佳的回流比。 （3）回流混合液系统的控制 内回流比 r 与除磷的关系不大，因而 r 的调节完全与反硝化工艺一致。生物

10、反硝化系统 的回流比 r 是一个重要的控制参数。首先 r 直接决定脱氮效率。假设生物硝化效率和反硝 化效率为 100，即所有的 TKN 均被硝化成 NH3N，回流至缺氧段的所有 NH3N 均 被反硝化为 N2，此时脱氮效率 EDN为： R+rEDN= 100 1+ R+r 经试验 r 取 100、200、300、400、500五种情况分析，r 越大，系统的总脱 氮效率越高，出水 TN 越低。但从另一个方面来看，r 太高，对脱氮率有不利的影响。因为 r 太高，通过内回流自好氧段带至缺氧段的 DO 越多，当缺氧段的 DO 较高时，会干扰反硝 化的进行，使总脱氮率下降。当 DO 高于 0.5mg/l

11、 时，会使反硝化停止，实际脱氮率降为零。 另外，r 太高，还会使污水在缺氧段内的实际停留时间缩短，同样也使脱氮效率降低。 综上所述，对于某一生物脱氮系统来说，都存在一个最佳的内回流比，在该 r 下运行，脱 氮效率最高。运行人员应根据本厂实际情况，摸索调度出这个最佳的 r 值。对于典型的城 市污水，最佳的 r 值在 300500之间。 （4）剩余污泥排放系统的控制 剩余污泥排放宜根据 SRT 进行控制，因为 SRT 的大小直接决定该系统是以脱氮为主还 是除磷为主。当控制 SRT 在 815d 范围内，一般既有一定的除磷效果，也能保证一定的 脱氮效果，但效率都不会太高。如果 SRT8d，除非温度特

12、别高，否则硝化效率非常低， 自然也谈不上脱氮，但此时的除磷效率则可能很高。如果控制 SRT15d，可能使硝化顺 利时行，从而得到较高的脱氮效率，但由于排泥太少，排泥量仅是 A-O 除磷工艺的几分之 一，即使污泥中含磷量很高，也不可能得到太高的除磷效率。 (5) BOD/TKN 与 BOD/TP 对于生物脱氮来说，BOD/TKN 应大于 4.0，而生物除磷则要求 BOD/TP 大于 20。如果 不能满足上述要求，应向污水中投加有机物，补充碳源不足。 （6）ORP 的控制A-A-O 生物脱氮除磷过程，本质上是一系列生物氧化还原反应的综合，因而工艺控制 较复杂。近年来，国外一些处理厂采用氧化还原电位

13、 ORP 作为系统的一个工艺控制参数， 收到了良好效果。国内也已有处理厂安装 ORP 在线测定仪表。混合液中的 DO 浓度越高，ORP 值越高。当混合液中存在 NO3N 时，其浓度越高， ORP 值也越高；而当存在 PO43P 时，ORP 则随着 PO43P 浓度升高而降低。要保证良好 的脱氮除磷效果，厌氧段混合液的 ORP 应250mv，缺氧段宜控制在-100mv 左右，而 好氧段则应控制在 40mv 以上。在运行管理中，如发现厌氧段 ORP 升高，则预示着除磷效果已经或将降低。应立即 分析 ORP 升高的原因，并采取对策。如果回流污泥带入太多的 NO3N，或由于搅拌强 度太大产生空气复氧，都会使 ORP 值升高；如发现缺氧段 ORP 升高，则预示内回流比 太大，混合液自好氧段带入缺氧段的 DO 太多，另外，搅拌强度太大，产生空气复氧，同 样也会使 ORP 升高；如发现好氧段 ORP 降低，则说明曝气不足，使好氧段 DO 下降。 （7）PH 控制及碱度核算 污泥混合液的 PH 一般应控制在 7.0 之上，如果 PH6.5，则应投加石灰，补充碱源量。4