傳統(tǒng)活性汙泥法是應用*早(zǎo)的(de)工藝,它去除有機物的效(xiào)率很高,近20年來,水體富營養化的危害越來越嚴重,去除氮(dàn)、磷列入了汙水處理的目標,於是出現了活性汙泥法的改進型AO工藝和AAO工藝。AO工藝有兩種,一種是用於除磷的厭氧(yǎng)—好氧工藝,一種是用於脫氮的缺氧—好(hǎo)氧工藝;AAO工藝則是既脫氮又除磷的工藝。
1、AAO工藝原理(lǐ)及(jí)過程
A-A-O生物脫氮除磷工(gōng)藝(yì)是傳統活性汙泥工藝、生物硝化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和以各種形式存在的氮(dàn)和磷將(jiāng)一並被去(qù)除(chú)。該係統的(de)活性汙泥中,菌群主要由硝化菌、反硝化菌(jun1)和聚磷菌組成,專性(xìng)厭氧和一般專性好氧菌群均基本被工藝(yì)過程所淘汰。在(zài)好氧段,硝化細菌將入流中的氨氮及由有機氮(dàn)氨化成的氨氮,通過生(shēng)物硝化作用(yòng),轉化成硝酸鹽;在缺(quē)氧段,反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽(yán)通過生物反硝化作用,轉化成氮氣逸入大氣中,從而達到脫氮的目(mù)的;在厭(yàn)氧段,聚磷(lín)菌釋放磷,並吸(xī)收低級脂肪酸等易降解的有機(jī)物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收(shōu)磷,並通過剩餘汙泥的排放,將磷去(qù)除(chú)。
在以上三類細菌均(jun1)具有去除BOD的作用,但BOD的去除實際上以反硝化細菌為(wéi)主。以上各種物質去除過程(chéng) 可直觀地用圖所示的工(gōng)藝特性曲線(xiàn)表示。汙水(shuǐ)進入曝氣(qì)池以後(hòu),隨著聚磷菌的吸收、反硝化(huà)菌(jun1)的利用及好氧段好氧生物分(fèn)解,BOD濃(nóng)度逐漸降低。在厭氧段,由於聚磷菌(jun1)釋放(fàng)磷,TP濃度逐漸升高,至缺氧段升至*高。在缺氧段,一般認為聚(jù)磷菌既不吸收磷,也不釋放磷,TP保(bǎo)持(chí)穩定。在好氧段,由於聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厭氧段和缺氧段(duàn),氨氮濃度穩中有降,至好氧段,隨著硝化的進行,氨氮逐漸(jiàn)降低。在(zài)缺氧段,NO3-N瞬間升(shēng)高,主要是由於內回流帶入大(dà)量的NO3-N,但隨(suí)著反硝(xiāo)化的進行,硝酸(suān)鹽濃度迅速降低。在好氧段,隨著硝化的(de)進行,NO3-N濃度逐漸升高。
2、AAO工藝參數和影響因素
A-A-O生物脫氮除磷的功能是有機物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合,因而其工藝參數應同時滿足各種功能的要求(qiú)。如能有效去除(chú)脫氮或除磷,一般也能同時高效地去除BOD,但除磷和脫氮往往是相互矛盾(dùn)的,具體(tǐ)體現(xiàn)在某些參數上,使這(zhè)些參數隻能局限在某一狹窄的範圍內(nèi),這是A-A-O係統工藝控製較為複雜的(de)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F/M越(yuè)低(dī)SRT越高,脫氮效率越高,而生除磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除磷是(shì)運行較靈活(huó)的一種工藝(yì),可以以脫氮為重點,也可以以除磷為重點,當然也可以二(èr)者兼(jiān)顧。如果既要求一定的脫氮(dàn)效果,也要求一定(dìng)的除磷效果,F/M一(yī)般(bān)控製在0.1~0.18kgBOD5/(kgMLVSS•d),SRT一般應控製在8~15天。
2)水力停留時間
水力停(tíng)留時間(jiān)與進水濃度、溫度等因素有關。厭氧段水力停(tíng)留時間一般在1~2小時範圍;缺氧段水力停留時(shí)間1.5~2小時;好氧段水力停留時間一般(bān)應在6小時(shí)。
3)內回流與外回流
內回流比r一般在200~500%之間,具體取決於進水TKN濃度,以(yǐ)及所要求脫氮(dàn)效率,一般認為,300~500%時脫氮效率*佳。外回流比R一(yī)般在50~100%的範圍內,在保證二沉(chén)池不發生反硝化及二(èr)次釋放磷的前提下,應使R降至*低,以免將大(dà)多的(de)NO3-N帶(dài)回厭氧段,幹擾磷的(de)釋放,降低(dī)除磷效率。
4)溶解氧DO
厭氧段DO應控製在0.2mg/l以下(xià),缺氧段DO應控製在0.5mg/l以下,而好氧段DO應控(kòng)製在2~3mg/l之間。
5)COD/TKN與COD/TP
對於生(shēng)物脫氮來說,COD/TKN應大於4.0,而生物(wù)除磷則要求COD/TP大於20。如果(guǒ)不(bú)能滿足上述(shù)要求(qiú),應(yīng)向汙水中投加有機物。為了提(tí)高COD/TKN值,宜投加甲(jiǎ)醇做營養源,為了提高COD/TP值,宜投加乙(yǐ)酸等低級脂肪酸。
6)PH和堿度
A-A-O生物(wù)除磷脫氮係統中,汙泥混合液的(de)PH應控製在7.0之上,如果PH小於6.5時,可提(tí)高堿度。
7)溫度的影響
溫度越高,對生物脫氮越有利,當溫度低於15℃時(shí),生物脫氮效率將明顯下降。而當溫度下降時,則極可能(néng)對除磷(lín)有利。
8)毒物及抑製物質
某些重金屬離子、絡合陰離子及一些有(yǒu)機物隨著工(gōng)業廢水入處理係統後,如果超過一定的濃度,會導致活性汙泥中毒,會使某些生物活性受到抑製。反(fǎn)硝化(huà)細菌和聚磷菌對毒物及抑製物質的反應,同傳統活性汙泥係統的汙(wū)泥基本一致,其中毒或抑製劑量見下表。與異養菌類相比,硝化細菌更易受到毒(dú)物抑製。一些對異養菌(jun1)無毒的(de)物質會對硝化細菌形(xíng)成抑製。而同一種抑製物質,在某一濃(nóng)度水平(píng)下,對異養菌無(wú)毒性,而對硝化細菌卻可能有抑製作用(yòng)。
3、提高(gāo)AAO工藝處理效果(guǒ)的經(jīng)驗總結
一般A2/O工藝流程當(dāng)脫氮效果好時(shí),則除(chú)磷效果較(jiào)差,反之亦(yì)然,很難同時獲得好的脫氮除磷的(de)效果,所(suǒ)以(yǐ)特對A2/O工藝提出改進措施,以提高該工藝的整體處理(lǐ)效果。
1)在設計和運(yùn)行中,保證汙泥回流(liú)比為(60~100)%,一般回流到厭氧段的汙泥回流比為(10~20)%,其餘的(de)則回流到缺氧段。這樣(yàng)就減少了進入到厭氧段的硝酸鹽和溶解氧量,*大限度地維持了其厭氧環境,同時又保證了所需的汙(wū)泥濃度。
2)原汙水應能同時進入到厭氧段和缺氧段,據脫氮除磷生化反應對有機碳源的需要,通過(guò)閘門(mén)調節(jiē)其進入厭氧段和缺氧段的汙水流量。有(yǒu)關研究表明,如要獲得較高的脫氮除磷效(xiào)果,可按1/3汙水流(liú)入缺氧段來設計(jì)。
3)回流汙泥的(de)提升用潛汙泵代替螺旋泵,同時回流汙泥和汙水進入厭氧段(duàn)和缺氧段均采用淹沒(méi)式入流,以減少複(fù)氧。
4)厭氧段和缺氧段水(shuǐ)下攪拌器的功率一般按3~5W/m3來設計過(guò)大則會在池(chí)內產生渦流,導致混合液溶解(jiě)氧升高,影響脫氮除磷效果;但攪拌(bàn)功率(lǜ)過小則混合液中的汙泥可能(néng)沉積下來。
5)取消消化池,將剩餘汙泥(ní)直接經濃縮壓濾成泥餅,避免了A2/O工藝高磷剩餘汙(wū)泥在消化過程中磷被重新釋放和(hé)溶出,影響磷的去除效果。
6)A2/O工藝的汙泥齡取值應兼(jiān)顧脫氮除磷二方麵(miàn)的要求,一般汙泥齡為15~20d為宜。
7)混合液回流比的取值應兼顧A2/O工藝脫氮率要求較高和降低運行費用二個(gè)方麵,一般取(300~400)%為宜,此(cǐ)時脫氮率可達70%以上,運行費(fèi)用也不會太高。如果將缺氧池和好(hǎo)氧池設計成同(tóng)心圓式,外圓為環形好氧池,采用轉刷曝氣(qì)推流;同(tóng)心(xīn)圓的中間是圓形缺氧反硝(xiāo)化池,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進入好氧段,而好氧段混合液則通過隔牆上的旋轉門回流到缺氧段,混(hún)合液的回流量由控製(zhì)旋轉(zhuǎn)門的開啟度來調節(jiē),使回流混合液不需用泵提升,大大節約了能耗,又保證(zhèng)了較高的脫氮率。我國昆明第二汙水廠就是采用該(gāi)種結構,效果良好。
8)A2/O工(gōng)藝設計中,要取得較好的處(chù)理效(xiào)果和比較靈活的運行(háng)條件(jiàn),一般采用設計(jì)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(fù)荷率<0.10kgBOD5/kgMLSS·d;好氧段TKN/MLSS<0.15kgTKN/kgMLSS·d。
9)A2/O工藝中水力停(tíng)留時間一般為6~8h,三段水力停留時間適宜的比(bǐ)例為(wéi)厭氧∶缺氧∶好氧=1∶1∶(3~4)