a2_o生物同步脫氮除磷及其改良工藝進展

1、第27卷第6期2010年12月黑龍江大學自然科學學報JOURNALOFNATURALSCIENCEOFHEILONGJIANGUNIVERSITYV0127No6December，2010A2／O生物同步脫氮除磷及其改良工藝進展張光明，杜鋒偉，朱易春，趙志偉(哈爾濱工業(yè)大學市政環(huán)境工程學院，哈爾濱150090)摘要：介紹了污水處理中傳統(tǒng)的A2／O工藝，該工藝具有在消減COD的同時有效脫氮除磷的優(yōu)勢，因而得到廣泛應用。同時，對該工藝固有的

2、一些弊端進行了分析，針對工藝中三類主要微生物：硝化菌、反硝化茵、聚磷茵競爭碳源、世代生長時間不同、食荷比要求不同的內(nèi)在矛盾，列舉了一些針對硝酸鹽干擾釋磷，碳源不足影響反硝化等的解決措施，并闡述了當前脫氮除磷工藝的最新研究進展。關鍵詞：A2／O工藝；脫氮除磷；碳源；反硝化除磷茵；雙污泥工藝中圖分類號：X703文獻標志碼：A文章編號：1001—7011(2010)06—0739—050引言近年來，我國水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴峻，《城鎮(zhèn)污水處理

3、廠污染物排放標準》(GBl8918—2002)對污水處理廠出水氮磷的排放提出了更高的要求。對污水生物脫氮除磷機理、影響岡素及工藝特點等的研究是我國當前污水處理的一個熱點。本文針對A2／O同步脫氮除磷工藝開展分析，闡述了A2／O工藝的利弊，并列舉了一些改進措施。1A2／0脫氮除磷工藝的特點生物脫氮除磷是城市污水處理的重點，作為《室外排水設計規(guī)范》(GB50014—2006)推薦的主體工藝，A2／0是目前較為成熟的污水脫氮除磷工藝，也是目前

4、我國許多污水處理廠都采用的工藝，工藝流程如圖1所示。但是，在實際運行中，發(fā)現(xiàn)A2／O存在很多問題，如二沉池回流污泥中的硝酸鹽對厭氧區(qū)磷的釋放產(chǎn)生的不利影響【21；反硝化菌與聚磷菌之間存在碳源的競爭，圖1傳統(tǒng)的A：，o脫氮除磷工藝流程圖Fig1TraditionalA2／0processforNandPremoval而城市污水的碳源濃度普遍較低，難以滿足同時高效脫氮除磷的要求‘33；污泥中硝酸鹽氮，亞硝酸鹽氮在二沉池中發(fā)生反硝化產(chǎn)生的氮氣

5、附著在污泥表面而使其上浮，造成污泥沉降性能較差，出水ss升高H]。2A2／O脫氮除磷工藝弊端的一些解決措施針對A2／0系統(tǒng)中存在的問題，許多學者心’4。J_131進行了大量研究，從如下四個方面提出了改進工藝：一是解決厭氧池中硝酸鹽干擾聚磷菌(PAO)釋磷而提出的UCT、MUCT，VIP等；二是解決反硝化細菌和PAO爭奪碳源而提出外加碳源、多點進水、空間區(qū)分反硝化細菌和PAO等工藝，如倒置A2／O、多點進水及其組合工藝等；三是隨著DPB(

6、反硝化除磷細菌)的發(fā)現(xiàn)形成的反硝化除磷工藝，如：以A2N為代表的雙污泥工藝等；四是為避免硝酸鹽氮，亞硝酸鹽氮在二沉池或厭氧池反硝化影響除磷效果，有關學者開發(fā)的新工藝如收稿日期：2010一07—20基金項目：國家重大水專項(2009ZX07424—005，2008ZX07317—02)；國家科技支撐計劃課題(2006BAJ08802)作者簡介：張光明(1973～)，女，教授，博士，博士生導師，主要研究方向：污水與污泥處理新技術(shù)，Email

7、：z殍n200@126corn萬方數(shù)據(jù)第6期張光明等：A2／0生物同步脫氮除磷及其改良工藝進展741荷運行，混合液中活性污泥量高，污泥齡比UCT工藝短，除磷效率高，所需反應設備體積小。22針對反硝化碳源不足的解決措施針對反硝化碳源不足可以有以下解決措施：(1)投加甲醇、乙醇、乙酸等或易生物降解的碳源如一次污泥發(fā)酵液、二次污泥的一級消化液、高BOD／COD廢水等；(2)對于污水廠而言，不設置初沉池或者縮短初沉池的水力停留時間，可以使沉砂池

8、中部分有機物直接進入生化系統(tǒng)中，這樣可以增加進水的有機物總量；(3)分段進水，1／3水量進入缺氧區(qū)，2／3水量進入?yún)捬鯀^(qū)，可以取得較好的脫氮除磷效果∞o；(4)同濟大學高廷耀∞’61等認為，傳統(tǒng)A2／O工藝空間布局的合理性值得懷疑。因為傳統(tǒng)A2／0工藝在碳源分配上總是優(yōu)先滿足聚磷菌釋磷的需要，進而將厭氧區(qū)放在最前端，缺氧區(qū)放在其后。這種空間布局會降低系統(tǒng)的反硝化脫氮效果，而系統(tǒng)的除磷效果不一定會提高。就最終脫氮除磷的效果而言，把厭氧區(qū)前

9、置或者將缺氧池前置哪一種真正有利，是值得研究的。為此高廷耀等提出了倒置A2／O工藝p’6o?，F(xiàn)對此工藝及其改良工藝介紹如下。1倒置A2／0脫氮除磷工藝倒置A2／O脫氮除磷工藝流程如圖6所示。倒置A2／O工藝主要特點是聚磷菌在厭氧池釋磷后直接進好氧池，具有很高的吸磷動力；回流污泥不分流，全部進入缺氧區(qū)，進而參加厭氧釋磷、好氧吸磷，因此全流程磷的去除效率高；缺氧段在厭氧段前，反硝化優(yōu)先獲得碳源，避免了對碳源的爭奪。從流程上來說，只有一個外回

10、流，簡單易控。同時倒置A2／O工藝也存剩余污泥圖6倒置A2，o脫氮除磷工藝流程圖Fig6ReversedA2／OprocessforNandPremoval在不足：外回流加大增加了二沉池的固體負荷，對出水水質(zhì)和二沉池底流濃度有影響；厭氧區(qū)能獲得的優(yōu)質(zhì)碳源不多，除磷效率不高等。2多模式A2／0脫氮除磷工藝為了使倒置A2／O工藝(分點進水倒置A2／0缺氧混合液回流(50～200％)工藝)能夠根據(jù)不同進水水質(zhì)，不同季節(jié)生物脫3050％進水氮除

11、磷所需碳源的變化，取得較好的脫氮除磷效—■———]一果，進一步開發(fā)出了多模式A2／O脫氮除磷工藝，50一70％鯊掣下眄函計—r眄西葉上忑葉丁一二沉池蘆堡其工藝流程如圖7所示。I——ff————lV該工藝在分點進水倒置A2／O工藝的基礎上好氧混合液回流(50。20(00)l增加缺氧混合液回流，可根據(jù)進水水質(zhì)水量的變l透婆鷲趣!塹=!呈墅2i化，對處理工藝進行了優(yōu)化，通過進水、污泥回流、圖7多模式倒置Az／O脫氮除磷T藝流程圖混合液回流位置

12、的多點設置，體現(xiàn)了一池多工藝、Fig7MultiplemodulereversedA2／Oprocessfor多工況的特點，可以按多種工藝方式(UCT、VIP、NandPremovalA2／0、A／O、倒置A2／0)運行，從運行來看，針對不同水質(zhì)，通過不同模式切換，出水能夠達到很好的效果。23以PHB為主體的反硝化除磷工藝反硝化除磷脫氮是指在厭氧／缺氧環(huán)境交替運行的條件下，缺氧型反硝化除磷菌(PHB)利用0：或NO，一N作為電子受體，通

13、過代謝作用同時完成過量吸磷和反硝化，達到除磷脫氮的目的。反硝化除磷主要特點是：(1)由于避免了反硝化菌和聚磷菌之間對有機物的競爭，可以節(jié)省50％COD的消耗‘7o；(2)由于PHB利用硝酸鹽作為電子受體，故節(jié)省了曝氣量約30％[刊；(3)產(chǎn)泥量減少，污泥處理費用也相應減少；(4)減小了反應器的體積。厭氧池沉淀池l硝化池沉淀池2缺氧池后曝氣沉淀池3圖8Az，N反硝化除磷工藝流程圖Fig8A2／NprocessforNandPremoval