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【摘要】A/O2工艺对污水处理厂排放标准进行了充分的考虑，强化了除磷脱氮的工艺，使出水水质更加稳定，同时操作也简单化，避免使用很多自动控制设备，维护管理方便。本文就该工艺在污水处理厂中的应用及存在的问题进行初步探讨。
【关键词】污水处理厂;应用;问题;A/O2
0.引言
A/O2工艺对污水处理厂排放标准进行了充分的考虑，强化了除磷脱氮的工艺，使出水水质更加稳定，同时操作也简单化，避免使用很多自动控制设备，维护管理方便。A/O2工艺是以废水中有机物作为反硝化碳源和能源，不需要补充外加碳源；废水中的部分有机物通过反硝化去除，减轻了后续好氧段负荷，较少了动力消耗；反硝化产生的碱度可部分满足硝化过程对碱度的需求，降低了化学药剂的消耗。本文就该工艺在污水处理厂中的应用及存在的问题进行初步探讨。
1.A/O2工艺在污水处理厂中的应用
该工艺是以“O1（初曝）-A（缺氧）/O2（好氧）”生物处理工艺流程为核心的，一种基于固定化细胞技术结合生物流化床工艺的废水处理技术及系统。由两个独立的污泥系统组成；并在系统中投入了由固定化细胞技术制备的高效微生物菌群（制剂）；上述独立的污泥系统中通过以特殊活性炭为生物载体而形成生物膜，在曝气或搅拌条件下，固、液、气三相充分混合，同时分子的剧烈碰撞又促进了微生物的成膜和代谢，从而实现了在单位体积内较高的MLSS和较好的生物传质性。相对独立的污泥系统，使来水水质波动对A/O2系统影响较小；高浓度的MLSS使得系统抗冲击力提升；通过控制DO、T、pH值及初曝系统的出水等参数，有针对性地促进硝化—反硝化反应在好氧和缺氧条件下反复交替进行，提高污水的可生化性；使反应系统中COD和NH3-N的容积负荷加大；在不外加碳源和稀释的情况下，本技术实现了“短程硝化—反硝化”、“同时硝化—反硝化”、“厌氧氨氧化”等与传统硝化—反硝化反应同时进行的脱氮反应。从而达到高效、经济脱（总）氮和去除有机物的目的。该工艺在兼氧反应中反硝化脱氮时，消耗的BOD5与N的比值﹤2.20：1，即能够把相当部分的硝化过程控制在亚硝酸阶段，然后进行反硝化，与传统脱氮方法相比，可在BOD5/COD比低（﹤0.25）、高浓度氨氮的情况下高效脱氮，至少节约能耗12.5％（以O2计）和碳源20％、缩短反应时间，大幅度降低剩余污泥产量等。
2.A/O2在污水处理厂应用中存在的问题及解决措施
2.1生化系统进水水质的控制
硝化细菌和反硝化细菌对外界影响因素非常敏感,所以必须严格控制蒸氨塔出水pH 不超过10 和NH3-N浓度不超过300 mg/ L 。在生物调试中,当进水氨氮浓度突然升高或pH 值突然升高时,缺氧系统出水水质很快变差,水面气泡也很快减少,严重时甚至观察不到气泡出现,好氧池中的微生物被高濃度的NH3-N所抑制,微生物活性和生物相很快变差,系统出水的CODcr从80 mg/ L～120 mg/ L 很快上升到300 mg/ L～400 mg/ L,NH3-N从5 mg/L上升到60 mg/ L 。遇到这种情况时只有马上减少进水水量,降低负荷,增加好氧系统NaOH、NaHCO3 的投加量,促进硝化反应的进行。即使这样,生化系统也需要一周左右的时间才能恢复。因此,蒸氨处理阶段,NaOH 投加量的控制十分重要,必须保证生化系统进水的水质。
2.2营养物的投加
废水中磷源严重缺乏, 磷药剂投加量按C：P = 5：1 折算,每天需投加K2HPO4 20 kg～30 kg ,实际运行结果表明:该投加量可以使二沉池出水中总磷在0.3 mg/ L 以下,能够满足微生物正常生长的需要。
2.3反硝化反应工艺条件的控制
反硝化反应所需要的工艺条件主要是：C/N、溶解氧和pH。生物调试期间废水的进水CODcr 在1000 mg/ L～1700 mg/ L 波动,总进水能够提供足够的碳源,使缺氧段的碳氮比符合反硝化条件,因此不需要投加碳源,就能使系统的硝态氮还原成氮;通过控制混合液回流比控制缺氧池的溶解氧在0.3 mg/ L以下；通过对好氧池NaOH投加量的控制,使缺氧池的pH 稳定在7. 0～8.0。通过上述一系列的工艺调整,使缺氧池反硝化反应稳定运行。实践证明:缺氧池的稳定运行,是生化系统良好运行的关键。首先,反硝化过程对废水中一些难生物降解的有机物,特别是多环芳烃有开环作用,使其变得易于生物降解；其次, 反硝化过程中NO3-、NO2-中的氧能使有机物氧化分解,剩余的有机物进入好氧段进一步降解,这样减轻了好氧段有机物的处理负荷,使好氧段的活性污泥以硝化菌为主体, NH3-N氧化为NO3--N 的转化率提高；此外,缺氧段反硝化中生成的碱可以补充好氧段硝化过程所需要的碱量,即可以减少硝化段碱的投加量。因此,A/O2工艺是一种能进一步提高焦化废水的处理深度,使废水中的氨氮、CODcr等各项指标达标的有效途径。
2.4碱度和pH 对硝化反应的影响
硝化反应要消耗碱度。由于缺氧池所补充的碱度是有限的,在生物调试中,当废水本身所含碱度不能满足硝化要求时,就会使pH 值下降至6.0 ,碱度下降至50 mg/ L (以CaCO3计) ,导致硝化菌的活动受到抑制,硝化反应停止。因此,需要通过投碱维持硝化反应所需要的碱度和pH。由于废水中NH3-N含量很高,硝化时要消耗大量碱度。在硝化段,好氧异养菌和好氧自养菌共存。好氧异养菌以有机物为碳源,并从有机物的氧化中获得能量;好氧自养菌以无机碳为碳源,并从无机物的氧化过程中获得能量。硝化菌属(硝酸菌属和亚硝酸菌属) 是高度好氧专性化能自养菌,在有溶解氧的情况下, 它将废水中的NH3-N氧化为NO3--N和NO２--N,从中获得能量,并以水中的无机碳作碳源。因而,对于硝化反应碱度有双重作用：一是维持反应器pH 稳定;二是利用HCO3-和CO32-的碱度为硝化细菌生长提供碳源。所以,必须通过向好氧系统投加NaOH 和NaHCO3 以维持硝化反应所需要的碱度和pH。好氧池出水的碱度必须严格控制在100 mg/ L～200 mg/ L ,pH 控制在6.5～8.0 ,以保证硝化反应的进行。
2.5溶解氧对硝化反应的影响
硝化过程需要消耗大量的氧, 理论上需4.57 (mgO2) / (mgNH3-N) 。采用在线溶解氧仪进行自动监测,维持曝气池的溶解氧在2 mg/ L～4 mg/ L 。废水的生化处理中,碱度的控制是关键因素,随着碱投加量的增加和pH (度) 的上升,硝化反应进行得更加完全,需氧量增加,生化系统剩余溶解氧呈下降趋势。
【参考文献】
［１］裴刚.杭州余杭开发区污水处理厂设计与运行[J].水务世界，2011，01.
［２］沈茂峰.污水处理厂自动化控制系统[J].科技与生活，2011，02.
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】污水处理厂;应用;问题;A/O2
0.引言
A/O2工艺对污水处理厂排放标准进行了充分的考虑，强化了除磷脱氮的工艺，使出水水质更加稳定，同时操作也简单化，避免使用很多自动控制设备，维护管理方便。A/O2工艺是以废水中有机物作为反硝化碳源和能源，不需要补充外加碳源；废水中的部分有机物通过反硝化去除，减轻了后续好氧段负荷，较少了动力消耗；反硝化产生的碱度可部分满足硝化过程对碱度的需求，降低了化学药剂的消耗。本文就该工艺在污水处理厂中的应用及存在的问题进行初步探讨。
1.A/O2工艺在污水处理厂中的应用
该工艺是以“O1（初曝）-A（缺氧）/O2（好氧）”生物处理工艺流程为核心的，一种基于固定化细胞技术结合生物流化床工艺的废水处理技术及系统。由两个独立的污泥系统组成；并在系统中投入了由固定化细胞技术制备的高效微生物菌群（制剂）；上述独立的污泥系统中通过以特殊活性炭为生物载体而形成生物膜，在曝气或搅拌条件下，固、液、气三相充分混合，同时分子的剧烈碰撞又促进了微生物的成膜和代谢，从而实现了在单位体积内较高的MLSS和较好的生物传质性。相对独立的污泥系统，使来水水质波动对A/O2系统影响较小；高浓度的MLSS使得系统抗冲击力提升；通过控制DO、T、pH值及初曝系统的出水等参数，有针对性地促进硝化—反硝化反应在好氧和缺氧条件下反复交替进行，提高污水的可生化性；使反应系统中COD和NH3-N的容积负荷加大；在不外加碳源和稀释的情况下，本技术实现了“短程硝化—反硝化”、“同时硝化—反硝化”、“厌氧氨氧化”等与传统硝化—反硝化反应同时进行的脱氮反应。从而达到高效、经济脱（总）氮和去除有机物的目的。该工艺在兼氧反应中反硝化脱氮时，消耗的BOD5与N的比值﹤2.20：1，即能够把相当部分的硝化过程控制在亚硝酸阶段，然后进行反硝化，与传统脱氮方法相比，可在BOD5/COD比低（﹤0.25）、高浓度氨氮的情况下高效脱氮，至少节约能耗12.5％（以O2计）和碳源20％、缩短反应时间，大幅度降低剩余污泥产量等。
2.A/O2在污水处理厂应用中存在的问题及解决措施
2.1生化系统进水水质的控制
硝化细菌和反硝化细菌对外界影响因素非常敏感,所以必须严格控制蒸氨塔出水pH 不超过10 和NH3-N浓度不超过300 mg/ L 。在生物调试中,当进水氨氮浓度突然升高或pH 值突然升高时,缺氧系统出水水质很快变差,水面气泡也很快减少,严重时甚至观察不到气泡出现,好氧池中的微生物被高濃度的NH3-N所抑制,微生物活性和生物相很快变差,系统出水的CODcr从80 mg/ L～120 mg/ L 很快上升到300 mg/ L～400 mg/ L,NH3-N从5 mg/L上升到60 mg/ L 。遇到这种情况时只有马上减少进水水量,降低负荷,增加好氧系统NaOH、NaHCO3 的投加量,促进硝化反应的进行。即使这样,生化系统也需要一周左右的时间才能恢复。因此,蒸氨处理阶段,NaOH 投加量的控制十分重要,必须保证生化系统进水的水质。
2.2营养物的投加
废水中磷源严重缺乏, 磷药剂投加量按C：P = 5：1 折算,每天需投加K2HPO4 20 kg～30 kg ,实际运行结果表明:该投加量可以使二沉池出水中总磷在0.3 mg/ L 以下,能够满足微生物正常生长的需要。
2.3反硝化反应工艺条件的控制
反硝化反应所需要的工艺条件主要是：C/N、溶解氧和pH。生物调试期间废水的进水CODcr 在1000 mg/ L～1700 mg/ L 波动,总进水能够提供足够的碳源,使缺氧段的碳氮比符合反硝化条件,因此不需要投加碳源,就能使系统的硝态氮还原成氮;通过控制混合液回流比控制缺氧池的溶解氧在0.3 mg/ L以下；通过对好氧池NaOH投加量的控制,使缺氧池的pH 稳定在7. 0～8.0。通过上述一系列的工艺调整,使缺氧池反硝化反应稳定运行。实践证明:缺氧池的稳定运行,是生化系统良好运行的关键。首先,反硝化过程对废水中一些难生物降解的有机物,特别是多环芳烃有开环作用,使其变得易于生物降解；其次, 反硝化过程中NO3-、NO2-中的氧能使有机物氧化分解,剩余的有机物进入好氧段进一步降解,这样减轻了好氧段有机物的处理负荷,使好氧段的活性污泥以硝化菌为主体, NH3-N氧化为NO3--N 的转化率提高；此外,缺氧段反硝化中生成的碱可以补充好氧段硝化过程所需要的碱量,即可以减少硝化段碱的投加量。因此,A/O2工艺是一种能进一步提高焦化废水的处理深度,使废水中的氨氮、CODcr等各项指标达标的有效途径。
2.4碱度和pH 对硝化反应的影响
硝化反应要消耗碱度。由于缺氧池所补充的碱度是有限的,在生物调试中,当废水本身所含碱度不能满足硝化要求时,就会使pH 值下降至6.0 ,碱度下降至50 mg/ L (以CaCO3计) ,导致硝化菌的活动受到抑制,硝化反应停止。因此,需要通过投碱维持硝化反应所需要的碱度和pH。由于废水中NH3-N含量很高,硝化时要消耗大量碱度。在硝化段,好氧异养菌和好氧自养菌共存。好氧异养菌以有机物为碳源,并从有机物的氧化中获得能量;好氧自养菌以无机碳为碳源,并从无机物的氧化过程中获得能量。硝化菌属(硝酸菌属和亚硝酸菌属) 是高度好氧专性化能自养菌,在有溶解氧的情况下, 它将废水中的NH3-N氧化为NO3--N和NO２--N,从中获得能量,并以水中的无机碳作碳源。因而,对于硝化反应碱度有双重作用：一是维持反应器pH 稳定;二是利用HCO3-和CO32-的碱度为硝化细菌生长提供碳源。所以,必须通过向好氧系统投加NaOH 和NaHCO3 以维持硝化反应所需要的碱度和pH。好氧池出水的碱度必须严格控制在100 mg/ L～200 mg/ L ,pH 控制在6.5～8.0 ,以保证硝化反应的进行。
2.5溶解氧对硝化反应的影响
硝化过程需要消耗大量的氧, 理论上需4.57 (mgO2) / (mgNH3-N) 。采用在线溶解氧仪进行自动监测,维持曝气池的溶解氧在2 mg/ L～4 mg/ L 。废水的生化处理中,碱度的控制是关键因素,随着碱投加量的增加和pH (度) 的上升,硝化反应进行得更加完全,需氧量增加,生化系统剩余溶解氧呈下降趋势。
【参考文献】
［１］裴刚.杭州余杭开发区污水处理厂设计与运行[J].水务世界，2011，01.
［２］沈茂峰.污水处理厂自动化控制系统[J].科技与生活，2011，02.
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