论文部分内容阅读
摘要：随着污水处理技术的不断发展，越来越多的污水处理工艺被应用，并且取得了不错的经济效益与环境效益。本文结合某城镇生活污水处理实例，介绍了A2/O工艺原理，阐述了A2/O 工艺流程、主要构造与参数设计，分析其运行情况及总结所取得较好的处理效果，为A2/O工艺的推广应用提供帮助。
关键词：A2/O 工艺；生活污水；运行效果；效益
随着我国经济的持续发展，水污染情况也不容乐观。而近年来，随着国家扩大内需、加大环保投资的一系列政策出台，我国的污水处理事业已进入高速发展阶段，越来越多的污水处理工艺被应用。A2/O工艺具有较好的除磷脱氮效果，而且具有成本不高，运行稳定，抗冲击力强等优点，对于新建污水处理厂的设计也将具有一定指导意义。
1 A2/O工艺原理
传统A2/O工艺的的流程如下图所示：
原污水与同步进入的从终沉池回流的含磷污泥二者混合后在兼性厌氧发酵菌的作用下，部分易生物降解的大分子有机物被转化为小分子的挥发性脂肪酸，聚磷菌吸收这些小分子有机物合成PHB并储存在细胞内，同时将细胞内的聚磷水解成正磷酸盐，释放到水中。污水经厌氧池进入缺氧池，硝态氮通过内循环回流由好氧池送来，反硝化细菌利用污水中的有机物将回流混合液中的硝态氮还原为氮气释放到空气中。混合液从缺氧池进入好氧池，曝气池这一反应单元是多功能的。去除BOD，硝化和吸收磷等反应都在本反应器内进行。聚磷菌靠分解体内储存的PHB来获得能量供自身生长繁殖，同时超量吸收水中的溶解性正磷酸盐并以聚磷酸盐的形式储存在体内，经过沉淀，将含磷高的污泥从水中分离出来，达到除磷的效果。有机物被微生物降解，继续下降，有机氨被氨化继而被硝化，氨氮显著下降，随着硝化进行，硝态氮浓度增加，消耗碱度。污水混合液从好氧池进入终沉池，利用活性污泥具有良好的沉降性能这一特点，进行泥水分离，上清液溢出经消毒后排放，而沉下的污泥大部分回流到氧化沟，小部分经脱水机脱水后成泥饼外运处理，避免二次污染。
2 污水来源
肇庆某污水处理厂设计处理能力为5万m3/d，采用A2/O氧化沟工艺。主要集污区为该市城西区域，由于规划和市政建设未跟上，市政排污系统为雨污混合制。大部分为生活污水，约30%为工业污水。虽然如此，BOD/COD仅在0.3～0.4之间，勉强可生化处理。
3 工艺流程及工艺说明
污水经市政排水渠流入厂内提升泵站，首先经粗格栅去除较大垃圾。然后，提升至预处理池。在预处理，细格栅进一步去除较细垃圾。然后，进入曝气沉砂池。曝气沉砂池具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离等作用，油类和浮渣被隔离后通过刮油机刮走。污水经预处理后进入氧化沟的主体厌氧池，污水进入厌氧反应区，同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厌氧环境下释磷，同时转化易降解COD、VFA（挥发性脂肪酸）为PHB（聚-β-羟丁酸）贮存在细胞体内，部分含氮有机物进行氨化。污水接着进入缺氧反应区，硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除，同时硝态氮转变为氮气或二氧化氮得到去除。混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，在好氧区除进一步降解有机物外，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中的硝态氮回流至缺氧反应区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。如此循环使污水中的有机物及氮磷得到去除。污水经好氧池进入终沉池进行泥水分离。大部分污泥经回流泵站回流至厌氧池，只有小部分经污泥浓缩池之后，由脱水机脱水成为泥饼外运，交有资质的处理公司处理，避免二次污染。终沉池的出水经紫外线消毒后直接排放。处理后的污水达到国家一级A的排放标准。
4 主要构筑物、设备及工艺参数
（1）厂内进水口处安装粗格栅2台，采用回转式格栅捞污机，栅条间隙b=16mm，过栅损失200mm。
（2）提升泵站，安装离心潜水污水泵，1台大泵，2台小泵（1台大泵与2台小泵互为备用）。大泵单泵流量Q=2875m?/h，扬程H=14m，功率N=160kW；小泵单泵流量Q=1437m?/h，扬程H=14m，功率N=75kW。
（3）预处理池设置2套转鼓细格栅，栅条宽度b=5mm，过栅损失200mm。
（4）曝气沉砂池和刮砂机，有效水深2.0m。撇除原水中的油脂及去除原水中比重大于2.65，粒径大于0.2mm的无机砂粒。
（5）氧化沟，水力停留时间HRT=14h，各段分配约为厌氧：缺氧：好氧=1：1：3，有效水深6m，泥龄14d，污泥回流比50～100%，内回流比100～300%，曝气采用YHQW-215型微孔曝气器5888套。在运行中，厌氧DO控制在0.2mg/L以下；缺氧池DO控制在0.2～0.5mg/L之间；好氧池DO控制在2.5mg/L以上。氧化沟污泥浓度控制在1500～2500mg/L之间。
（6）污泥回流泵3台，一用两备，单台流量1480m?/h，扬程7.5m；剩余污泥泵2台，一用一备，单台流量150m?/h，扬程6m。运行中回流比R为0.45。
（7）终沉池2座，单座设计流量为2.5万m?/d，日变化系数1.38，单池池径38m，池边有效水深4.5m，平均表面负荷0.92m?/m?·h。结构采用周进周出的辐流式沉淀池。
（8）紫外线消毒系统，半地下式钢筋混凝土矩形渠道，设备采用模块式紫外线消毒装置共80根紫外灯管。总功率20千瓦。
（9）鼓风机房，设备采用3台多级离心鼓风机（2用1备），风机Q=100m?/min，H=6.82mH2O，N=160kW，针对该厂实际运行情况增购1台变频鼓风机，N=110kW。
（10）污泥浓缩池，有效容积为900m3。污泥浓缩池可以对剩余污泥进行自然浓缩，减少脱水机的进泥流量，降低耗药量的目的。 （11）脱水机房，采用3套带式浓缩脱水一体机，单机能力22.5～38m?/h。投加聚丙烯酰胺调理污泥，脱水后污泥含水率降低至79%～80%。脱水机冲洗用水是使用本厂处理后的中水，可以充分利用资源，节约用水。
5 运行效果及分析
5.1 处理效果分析
该厂2013年的上半年进水和出水月平均水质见表1。
通过对进水、出水水质的进行检测分析，采用A2/O处理工艺处理城镇生活污水，COD去除率达到86%；氨氮去除率达到97%；总磷的去除率达到82.6%；SS去除率达到89.4%。出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的一级（A）标准的要求，出水部分回用于绿化。
5.2 运行效果
该厂从投入运行以来，出水各项指标合格。系统容易维护，自动化程度高，减少工人的劳动强度。运行稳定，曾受到多次高浓度进水的冲击，浓度高达COD 700 mg/L，系统可以承受，并未受到破坏。由该厂的运行，可以看到A2/O工艺具有以下一些优点。①厌氧在工艺的首级，充分发挥厌氧菌承受高浓度、高有机负荷的优势，处理效果好，产生的污泥较一般的生物法要少；②在同一个系统中实现脱氮除磷，增加了处理工艺的功能，减少一些处理操作；③由该厂实际进水水质可以说明，A2/O工艺可用于工业废水比重较大的城镇污水处理；④活性污泥在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌难以大量繁殖，因此不易产生污泥膨胀这一活性污泥法常见的现象。
在运行中，A2/O工艺也存在一些缺点，例如硝化细菌和聚磷菌、反硝化细菌之关存在的泥龄矛盾；反硝化细菌和聚磷菌竞争碳源的矛盾等，给运行带来难题，需要工艺人员调整参数进行平衡。
6 效益分析
生活污水经处理后出水达到了杂用水回用标准，用于脱水机冲洗用水和厂区绿化等方面的用水，节约水资源，大大减少了污染物的排放。通过对该厂2013上半年的运行统计，A2/O工艺处理城镇生活污水，产泥率低，为0.44kgD.S/kgCOD。减少了污水处理厂因处置污泥而产生的具大费用。污水处理厂最大的用电设备之一是鼓风机，该厂的风机电耗为35.93KW.h/Km3，而该厂的全厂电耗为129.35 KW.h /Km3，风机的用电仅占27%，主要是两个因素，一是采用YHQW-215型微孔曝气器，具有较高的溶氧效率。另一重要因素是污水经过厌氧和缺氧生化反应之后，已分解了大部分的有机物，混合液中有机物浓度已很低。因此风机的能耗比例较低。
7 结论
实践证明，A2/O工艺运行稳定、管理方便、处理效率高，出水各项水质均能达到设计标准，处理后的废水再利用，节约了水资源，减少了污染排放，并具有占地面积小、投资省、能耗低等优点，非常适合应用于生活污水的处理。A2/O工艺是从普通活性污泥法的基础上发展起来的，因此还可用于污水处理厂的提标改造。
参考文献：
[1] 张安龙；潘洪艳；屈振宇.改良型A2/O工艺在生活污水处理中的应用[J].水处理技术，2011年 第5期
[2] 梁贺升；李文佳.A2/O氧化沟城镇污水处理厂的设计与运行[J].广东化工，2013年07期
[3] 王晓莲、彭永臻《A2/O法污水生物脱氮除磷处理技术与应用》
关键词：A2/O 工艺；生活污水；运行效果；效益
随着我国经济的持续发展，水污染情况也不容乐观。而近年来，随着国家扩大内需、加大环保投资的一系列政策出台，我国的污水处理事业已进入高速发展阶段，越来越多的污水处理工艺被应用。A2/O工艺具有较好的除磷脱氮效果，而且具有成本不高，运行稳定，抗冲击力强等优点，对于新建污水处理厂的设计也将具有一定指导意义。
1 A2/O工艺原理
传统A2/O工艺的的流程如下图所示：
原污水与同步进入的从终沉池回流的含磷污泥二者混合后在兼性厌氧发酵菌的作用下，部分易生物降解的大分子有机物被转化为小分子的挥发性脂肪酸，聚磷菌吸收这些小分子有机物合成PHB并储存在细胞内，同时将细胞内的聚磷水解成正磷酸盐，释放到水中。污水经厌氧池进入缺氧池，硝态氮通过内循环回流由好氧池送来，反硝化细菌利用污水中的有机物将回流混合液中的硝态氮还原为氮气释放到空气中。混合液从缺氧池进入好氧池，曝气池这一反应单元是多功能的。去除BOD，硝化和吸收磷等反应都在本反应器内进行。聚磷菌靠分解体内储存的PHB来获得能量供自身生长繁殖，同时超量吸收水中的溶解性正磷酸盐并以聚磷酸盐的形式储存在体内，经过沉淀，将含磷高的污泥从水中分离出来，达到除磷的效果。有机物被微生物降解，继续下降，有机氨被氨化继而被硝化，氨氮显著下降，随着硝化进行，硝态氮浓度增加，消耗碱度。污水混合液从好氧池进入终沉池，利用活性污泥具有良好的沉降性能这一特点，进行泥水分离，上清液溢出经消毒后排放，而沉下的污泥大部分回流到氧化沟，小部分经脱水机脱水后成泥饼外运处理，避免二次污染。
2 污水来源
肇庆某污水处理厂设计处理能力为5万m3/d，采用A2/O氧化沟工艺。主要集污区为该市城西区域，由于规划和市政建设未跟上，市政排污系统为雨污混合制。大部分为生活污水，约30%为工业污水。虽然如此，BOD/COD仅在0.3～0.4之间，勉强可生化处理。
3 工艺流程及工艺说明
污水经市政排水渠流入厂内提升泵站，首先经粗格栅去除较大垃圾。然后，提升至预处理池。在预处理，细格栅进一步去除较细垃圾。然后，进入曝气沉砂池。曝气沉砂池具有预曝气、脱臭、除泡作用以及加速污水中油类和浮渣的分离等作用，油类和浮渣被隔离后通过刮油机刮走。污水经预处理后进入氧化沟的主体厌氧池，污水进入厌氧反应区，同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥，聚磷菌在厌氧环境下释磷，同时转化易降解COD、VFA（挥发性脂肪酸）为PHB（聚-β-羟丁酸）贮存在细胞体内，部分含氮有机物进行氨化。污水接着进入缺氧反应区，硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来，部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除，同时硝态氮转变为氮气或二氧化氮得到去除。混合液从缺氧反应区进入好氧反应区，在好氧区除进一步降解有机物外，主要进行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中的硝态氮回流至缺氧反应区，污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除。如此循环使污水中的有机物及氮磷得到去除。污水经好氧池进入终沉池进行泥水分离。大部分污泥经回流泵站回流至厌氧池，只有小部分经污泥浓缩池之后，由脱水机脱水成为泥饼外运，交有资质的处理公司处理，避免二次污染。终沉池的出水经紫外线消毒后直接排放。处理后的污水达到国家一级A的排放标准。
4 主要构筑物、设备及工艺参数
（1）厂内进水口处安装粗格栅2台，采用回转式格栅捞污机，栅条间隙b=16mm，过栅损失200mm。
（2）提升泵站，安装离心潜水污水泵，1台大泵，2台小泵（1台大泵与2台小泵互为备用）。大泵单泵流量Q=2875m?/h，扬程H=14m，功率N=160kW；小泵单泵流量Q=1437m?/h，扬程H=14m，功率N=75kW。
（3）预处理池设置2套转鼓细格栅，栅条宽度b=5mm，过栅损失200mm。
（4）曝气沉砂池和刮砂机，有效水深2.0m。撇除原水中的油脂及去除原水中比重大于2.65，粒径大于0.2mm的无机砂粒。
（5）氧化沟，水力停留时间HRT=14h，各段分配约为厌氧：缺氧：好氧=1：1：3，有效水深6m，泥龄14d，污泥回流比50～100%，内回流比100～300%，曝气采用YHQW-215型微孔曝气器5888套。在运行中，厌氧DO控制在0.2mg/L以下；缺氧池DO控制在0.2～0.5mg/L之间；好氧池DO控制在2.5mg/L以上。氧化沟污泥浓度控制在1500～2500mg/L之间。
（6）污泥回流泵3台，一用两备，单台流量1480m?/h，扬程7.5m；剩余污泥泵2台，一用一备，单台流量150m?/h，扬程6m。运行中回流比R为0.45。
（7）终沉池2座，单座设计流量为2.5万m?/d，日变化系数1.38，单池池径38m，池边有效水深4.5m，平均表面负荷0.92m?/m?·h。结构采用周进周出的辐流式沉淀池。
（8）紫外线消毒系统，半地下式钢筋混凝土矩形渠道，设备采用模块式紫外线消毒装置共80根紫外灯管。总功率20千瓦。
（9）鼓风机房，设备采用3台多级离心鼓风机（2用1备），风机Q=100m?/min，H=6.82mH2O，N=160kW，针对该厂实际运行情况增购1台变频鼓风机，N=110kW。
（10）污泥浓缩池，有效容积为900m3。污泥浓缩池可以对剩余污泥进行自然浓缩，减少脱水机的进泥流量，降低耗药量的目的。 （11）脱水机房，采用3套带式浓缩脱水一体机，单机能力22.5～38m?/h。投加聚丙烯酰胺调理污泥，脱水后污泥含水率降低至79%～80%。脱水机冲洗用水是使用本厂处理后的中水，可以充分利用资源，节约用水。
5 运行效果及分析
5.1 处理效果分析
该厂2013年的上半年进水和出水月平均水质见表1。
通过对进水、出水水质的进行检测分析，采用A2/O处理工艺处理城镇生活污水，COD去除率达到86%；氨氮去除率达到97%；总磷的去除率达到82.6%；SS去除率达到89.4%。出水水质达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB 18918-2002）中的一级（A）标准的要求，出水部分回用于绿化。
5.2 运行效果
该厂从投入运行以来，出水各项指标合格。系统容易维护，自动化程度高，减少工人的劳动强度。运行稳定，曾受到多次高浓度进水的冲击，浓度高达COD 700 mg/L，系统可以承受，并未受到破坏。由该厂的运行，可以看到A2/O工艺具有以下一些优点。①厌氧在工艺的首级，充分发挥厌氧菌承受高浓度、高有机负荷的优势，处理效果好，产生的污泥较一般的生物法要少；②在同一个系统中实现脱氮除磷，增加了处理工艺的功能，减少一些处理操作；③由该厂实际进水水质可以说明，A2/O工艺可用于工业废水比重较大的城镇污水处理；④活性污泥在厌氧、缺氧、好氧交替运行条件下，丝状菌难以大量繁殖，因此不易产生污泥膨胀这一活性污泥法常见的现象。
在运行中，A2/O工艺也存在一些缺点，例如硝化细菌和聚磷菌、反硝化细菌之关存在的泥龄矛盾；反硝化细菌和聚磷菌竞争碳源的矛盾等，给运行带来难题，需要工艺人员调整参数进行平衡。
6 效益分析
生活污水经处理后出水达到了杂用水回用标准，用于脱水机冲洗用水和厂区绿化等方面的用水，节约水资源，大大减少了污染物的排放。通过对该厂2013上半年的运行统计，A2/O工艺处理城镇生活污水，产泥率低，为0.44kgD.S/kgCOD。减少了污水处理厂因处置污泥而产生的具大费用。污水处理厂最大的用电设备之一是鼓风机，该厂的风机电耗为35.93KW.h/Km3，而该厂的全厂电耗为129.35 KW.h /Km3，风机的用电仅占27%，主要是两个因素，一是采用YHQW-215型微孔曝气器，具有较高的溶氧效率。另一重要因素是污水经过厌氧和缺氧生化反应之后，已分解了大部分的有机物，混合液中有机物浓度已很低。因此风机的能耗比例较低。
7 结论
实践证明，A2/O工艺运行稳定、管理方便、处理效率高，出水各项水质均能达到设计标准，处理后的废水再利用，节约了水资源，减少了污染排放，并具有占地面积小、投资省、能耗低等优点，非常适合应用于生活污水的处理。A2/O工艺是从普通活性污泥法的基础上发展起来的，因此还可用于污水处理厂的提标改造。
参考文献：
[1] 张安龙；潘洪艳；屈振宇.改良型A2/O工艺在生活污水处理中的应用[J].水处理技术，2011年 第5期
[2] 梁贺升；李文佳.A2/O氧化沟城镇污水处理厂的设计与运行[J].广东化工，2013年07期
[3] 王晓莲、彭永臻《A2/O法污水生物脱氮除磷处理技术与应用》