傳統活性汙泥法是應用*早的工藝,它去除有機物的效率很(hěn)高,近20年來,水體富營養化的危害越來越嚴重,去除氮、磷列入了汙水處理的目標,於是出現了活性汙(wū)泥法的改(gǎi)進型AO工藝和(hé)AAO工藝。AO工藝有兩種,一種是用於除磷的厭氧—好氧工(gōng)藝,一種是用於脫氮的缺氧—好氧工藝;AAO工藝則是既脫氮又除磷的工藝。
1、AAO工藝原理及過程
A-A-O生(shēng)物脫氮除磷工藝是傳統活性汙泥工藝、生物硝化(huà)及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。在該工藝流程內,BOD、SS和以各種形式存(cún)在的氮和磷將一並被去(qù)除。該(gāi)係統的活性汙泥中,菌群主要由硝化菌、反(fǎn)硝化菌和聚磷菌組成,專性(xìng)厭氧和一般(bān)專性好氧菌(jun1)群均基本被工藝過程所淘汰。在好氧段,硝化細菌將入流中(zhōng)的氨氮(dàn)及由有機氮氨化成的氨氮,通過生物硝化作用,轉化成硝酸鹽;在缺氧段,反硝化細菌將內(nèi)回流帶入(rù)的硝酸鹽通過生物反硝化作用,轉(zhuǎn)化成氮氣逸入大氣中,從而達到脫氮的(de)目(mù)的;在厭氧段,聚磷菌(jun1)釋放磷,並吸收低級脂肪酸(suān)等易降解的(de)有(yǒu)機物;而在(zài)好氧段,聚磷菌超量吸收(shōu)磷(lín),並通過剩餘汙(wū)泥的排(pái)放,將磷去除(chú)。
在以上三類細菌均具有去除(chú)BOD的作用,但(dàn)BOD的去除實際上以反硝化(huà)細菌為主(zhǔ)。以上各種物質去除過程(chéng) 可直觀地用圖所示的工藝特性曲線表示。汙水(shuǐ)進入曝氣池以(yǐ)後,隨著聚(jù)磷菌的(de)吸(xī)收、反硝(xiāo)化(huà)菌的利用及好氧段好氧生物分解,BOD濃度逐漸降低。在(zài)厭氧段,由於聚磷菌釋放磷,TP濃度逐漸升高(gāo),至缺氧段升至*高。在缺氧段,一般認為聚磷菌(jun1)既不吸收磷(lín),也不釋放磷(lín),TP保持穩定。在好氧段,由於聚磷(lín)菌的吸收,TP迅速降低。在厭氧段和缺氧段,氨氮(dàn)濃度穩中有降(jiàng),至好氧段,隨著硝化的進行(háng),氨氮逐漸(jiàn)降低。在缺氧段,NO3-N瞬間升高,主(zhǔ)要是由於內回流帶入大量(liàng)的(de)NO3-N,但隨著反(fǎn)硝化的進行,硝酸鹽濃度迅速降低。在好氧段,隨著硝化的進行,NO3-N濃度逐漸升高。
2、AAO工藝參數和影(yǐng)響因素
A-A-O生物脫氮除磷的功能是有機物去除、脫氮、除磷(lín)三種功能的綜合,因而其(qí)工藝參數應同時滿足各種功能的要求。如能有(yǒu)效去(qù)除脫氮或除磷,一般也能同時高效地(dì)去除BOD,但(dàn)除磷和脫氮往往(wǎng)是相互矛盾(dùn)的,具(jù)體體現(xiàn)在某(mǒu)些參數上,使這些參數隻能局限在某一狹窄的範圍內,這是A-A-O係統工藝控製較為複雜的主要原因。
1)F/M和SRT
完全的生物硝化,是高效生物脫氮的前提,因而(ér)F/M越低SRT越高,脫氮效(xiào)率越高(gāo),而生(shēng)除(chú)磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除磷是(shì)運行較靈活的一種工藝,可以以脫氮為重點,也可以以除磷為重點,當然也可以二者兼顧。如果既要求一定的(de)脫氮效果,也要求一定的除磷(lín)效果,F/M一般控製在0.1~0.18kgBOD5/(kgMLVSS•d),SRT一般應(yīng)控製在8~15天。
2)水力停留時間
水力停留時間與進水濃度、溫度等因素有關。厭氧段水(shuǐ)力(lì)停留時間一般在1~2小時範圍;缺氧(yǎng)段水力停留時間1.5~2小時;好(hǎo)氧(yǎng)段水(shuǐ)力停留時間一般應(yīng)在6小時。
3)內回流與外回(huí)流
內回流比r一般在200~500%之間,具(jù)體取決於進水TKN濃度,以及所要(yào)求脫氮效(xiào)率,一般(bān)認為,300~500%時(shí)脫氮效率*佳。外回流比R一般在50~100%的範(fàn)圍內,在(zài)保證二沉池不發生(shēng)反硝化及二次釋放磷的前(qián)提下,應使R降(jiàng)至*低,以免將大多的(de)NO3-N帶回厭氧(yǎng)段(duàn),幹擾磷的釋放,降低除磷效率。
4)溶解氧DO
厭氧段DO應控製(zhì)在(zài)0.2mg/l以下,缺氧段DO應控製在0.5mg/l以下,而好氧段DO應控製在(zài)2~3mg/l之間。
5)COD/TKN與COD/TP
對於生物脫氮來說(shuō),COD/TKN應(yīng)大於4.0,而生物除磷則要(yào)求COD/TP大於(yú)20。如果不能滿足上述要求,應向汙(wū)水中投加有機物。為了(le)提高COD/TKN值,宜投加甲醇做營養源,為了提高COD/TP值,宜(yí)投加乙酸等低級脂肪酸。
6)PH和堿度(dù)
A-A-O生(shēng)物(wù)除(chú)磷脫氮係(xì)統中,汙泥混(hún)合(hé)液的PH應控製在7.0之上,如果PH小於6.5時,可提高堿度。
7)溫度的影響
溫度越高,對生物(wù)脫氮越有利,當溫度低於15℃時,生(shēng)物脫氮效率將明顯下降。而當溫度下(xià)降時,則極(jí)可能對除磷有利。
8)毒物及抑製物質
某(mǒu)些重金屬離子(zǐ)、絡合陰離子及一些(xiē)有機物隨著工業廢水入處理係統後,如(rú)果(guǒ)超過一定的濃度,會導致活性汙泥中毒,會使某些生物活性受到抑製。反硝化細菌和(hé)聚磷菌(jun1)對毒(dú)物及抑製物質的反應,同傳統活性汙泥(ní)係統的汙泥(ní)基本一致,其中毒或抑製劑量見下表(biǎo)。與異養菌類相比,硝(xiāo)化細菌更(gèng)易受到毒物抑製(zhì)。一些對異養菌無毒的(de)物質會對(duì)硝化細菌形成抑製。而同一種抑製物質,在某一濃度水(shuǐ)平下,對異養(yǎng)菌無毒性,而對硝化細菌卻可能有抑製作用。
3、提高AAO工藝處理效果的經驗總結
一般A2/O工藝流程(chéng)當脫氮效果好時,則除磷效果較差,反之亦然,很難同時獲得好的脫氮除磷的(de)效果,所以特對A2/O工藝提出改進措施,以(yǐ)提高該工藝的整體處理效果。
1)在設計和運行中,保證汙泥回流比為(60~100)%,一般回流到(dào)厭氧段的汙泥回流比為(10~20)%,其餘的則回流到(dào)缺氧段。這樣就減少了進入(rù)到(dào)厭氧段的硝酸鹽和溶解氧量,*大限度地維持了其(qí)厭氧環境,同時又保(bǎo)證了所(suǒ)需的汙泥濃度。
2)原汙水應能同時進入(rù)到厭氧段和缺氧段,據脫氮除磷生化反應對有機碳(tàn)源的需要,通過閘門調節其進(jìn)入厭(yàn)氧段和缺氧段的汙水流(liú)量。有關研究表明,如要獲得較高的脫氮除磷效果,可按1/3汙水流(liú)入缺氧段來設計。
3)回流汙泥的提升用潛汙泵代替螺旋泵,同時回流汙泥(ní)和汙水進入厭氧(yǎng)段和缺氧(yǎng)段均采用淹沒式入流,以減少複氧。
4)厭氧段和缺氧段(duàn)水下攪拌器的功率一般(bān)按3~5W/m3來設計過大(dà)則會在池(chí)內產生渦流,導(dǎo)致混合液溶解氧升高,影響脫氮除磷效(xiào)果;但攪拌功率過小則混合液中的汙泥可(kě)能沉積下來。
5)取消消化(huà)池,將剩餘汙(wū)泥直接經濃縮壓濾成泥(ní)餅,避(bì)免了A2/O工藝高磷剩餘汙泥在消化過程中磷被(bèi)重新釋放和溶出,影響磷的去(qù)除效果(guǒ)。
6)A2/O工藝的汙泥齡取值應兼顧脫氮除磷二方麵的(de)要求,一般汙泥齡為15~20d為宜。
7)混合液回(huí)流比(bǐ)的(de)取值應兼顧A2/O工藝(yì)脫氮率要求較高和降低運行(háng)費用二個方麵(miàn),一般取(300~400)%為宜,此時脫氮率可達70%以上,運行費用也不會(huì)太高。如果將缺氧池和好氧池設計成同(tóng)心(xīn)圓式,外圓為環形(xíng)好氧池,采用轉刷曝氣推流;同心圓的中間是圓形缺氧反硝化(huà)池,用潛水攪拌器攪拌推流。
從厭氧段(duàn)出來的混合液通過缺氧池圓形隔牆上的開口(kǒu)進入好氧段,而好氧段混合液則通過隔牆上的(de)旋轉門回流(liú)到缺氧段,混(hún)合液的回流量由控製旋(xuán)轉門的開(kāi)啟度來調(diào)節,使(shǐ)回流混合(hé)液不需用泵提升,大大節約了能耗,又保證了較高的脫氮率。我國昆明第二汙水廠就是采用該種結構,效(xiào)果(guǒ)良好。
8)A2/O工藝設計中,要取得較好的處理(lǐ)效果(guǒ)和比較靈活的(de)運行條件,一般采用設計參數:厭氧段汙泥負荷率>0.10kgBOD5/kgMLSS·d;厭氧段進水S-P/S-BOD5<0.06;缺氧段C/N>6。
好氧段汙泥負荷率<0.10kgBOD5/kgMLSS·d;好氧(yǎng)段TKN/MLSS<0.15kgTKN/kgMLSS·d。
9)A2/O工藝中(zhōng)水力停留時間一般為(wéi)6~8h,三段水力停留時間適宜的比例為(wéi)厭氧∶缺(quē)氧∶好氧=1∶1∶(3~4)