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【摘要】A2O工艺是一种比较简单易操作的同步脱氮除磷工艺技术，对于生活污水处理具有着重要帮助。本文首先对A2O脱氮除磷工艺进行介绍，针对生活污水开展相关试验，对试验结果进行分析和讨论，得出A2O工艺对COD的去除及其脱氮除磷性能与反硝化除磷特性。
【关键词】A2O工艺；反硝化；除磷；排污
1、引言
A2O工艺，就是厌氧、缺氧以及好氧三种不同状态，A2O工艺的构造简单、运行费用科学合理、同步脱氮除磷等优势使得其得以广泛应用。A2O工艺的脱氮及除磷环节涉及到诸多生化反应过程，利用缺氧区和好氧区容积比对反硝化除磷效果进行强化，防止出现利用内回流比对反硝化除磷增添动力消耗。
2、A2O脱氮除磷工艺介绍
A2O工艺脱氮除磷污水处理过程中会同时发生诸多生化反应，包括硝化、反硝化、释磷以及吸磷等，每一个生化反应对于功能菌群、基质类型以及环境条件等的具体要求有所区别。所以在同一个系统中实现脱氮和除磷的目的肯定会遇到一些冲突。比如说，碳源、硝酸盐、硝化容量、释磷和吸磷的容量等问题。A2O工艺的构造比较简单，水力停留时间非常短、运行费用经济合理、控制难度较低，而且不容易出现污泥膨胀的情况，以上优势是促使A2O工艺成为我国城市污水处理厂主要技术的原因之一。但是，A2O工艺脱氮和除磷的步骤比较繁多，涉及诸多生化反应，在同一个过程中实现两个要求非常困难，因此A2O工艺也存在一些困难。比如基质竞争方面，脱氮和除磷的过程对于碳源的竞争；泥龄矛盾方面，脱氮过程和除磷的环节对于泥龄的范围有不同的要求；总氮去除率无法通过措施得以提高，尤其是对低C/N比的污水进行处理过程中矛盾尤为突出。
3、试验
3.1试验设备和运行工况
本试验选择的A2O工艺设备如图一所示。设备主要是有机玻璃组成，由合建式的“厌氧-缺氧-好氧”反应器以及二沉池共同组成。其中，合建式反应器的有效容积是80L，能够对活动隔板进行设置，起到对内部格室的容积和分布面积进行调整的目的。试验过程中合建式反应器是八个格室。试验最初环节，第1格室和第2格室是厌氧区，第3格室和第4格室是缺氧区，剩余则为好氧区；对比发现，厌氧区、缺氧区以及好氧区的容积比是1∶1∶2。试验第2环节和第3环节对原水进水位置进行改变，把第1格式更改成预缺氧区域，其他不做变动；预缺氧区、厌氧区、缺氧区以及好氧区的容积比是1∶2∶3∶6。预缺氧区、厌氧区以及缺氧区需要进行搅拌器的安装，以此发挥搅拌的作用，好氧区则利用曝气头供氧。为了防止出现返混的情况，各个格室之间采用连通管进行相连，预缺氧区和厌氧区采用的出水方式均为溢流形式。反应器内水温利用温控设备将其控制在（22±1）℃。
1.原水箱2.蠕动泵3.WTW 测定仪4.电动搅拌器5.预缺氧区6.厌氧区7.缺氧区8.好氧区9.二沉池10.出水11.空气泵12.流量计13.曝气头14.内回流15.污泥回流16.剩余污泥
图1 A2O工艺试验设备
试验过程中回流污泥进入第一格室；原水进入第1环节，或者第2环节和第3环节；内循环混合液则从好氧区最后1个隔室回流入缺氧区第1隔室。试验进水、回流污泥以及内循环混合液流量都是选择蠕动泵控制的方式。
试验运行工况可以总结为：进水流量是188L/d，反应区HRT是9.3 h（除去二沉池）；从二沉池底部排泥，将SRT控制在18～25d之内，反应器内ρ（MLSS）=（3500±500）mg/L。污泥回流比是60%，内循环回流比是200%，好氧区ρ（DO）是2mg/L。
试验污泥来自某污水处理厂二沉池回流污泥，其脱氮除磷的效果非常显著。试验过程中每个试验环节都是待系统平稳1-2周后才可以采样，试验共包括三个环节：阶段一，第一天到第十六天，无需对预缺氧区进行设置，无需外加碳源；厌氧区、缺氧区以及好氧区的容积比是1：1：2；阶段二，第十七天到第三十二天，需要对预缺氧区进行设置，无需外加碳源；预缺氧区、厌氧区、缺氧区以及好氧区的容积比是1：2：3：6；第三阶段，也就是第三十三天开始到第一百零六天，对预缺氧区进行设置，外加碳源；预缺氧区、厌氧区、缺氧区以及好氧区的容积比是1：2：3：6。
3.2试验用水
本试验选择某生活小区化粪池的实际生活污水当做是试验用水，这属于明显的低ρ（C）/ρ（N）比生活污水。在试验第三个环节向试验用水中添加一定量的乙酸钠和丙酸钠混合物，对进水量进行调节，丙酸钠和乙酸钠的C物质的量的比值是2比1，这个环节的进水ρ（COD）是274～425mg/L，平均值是349mg/L；ρ（C）/ρ（N）是506；ρ（C）/ρ（P）是61.55。
3.3分析方法
试验分析方法选择国家标准，项目包括ρ（COD）、ρ（NH4-N）、ρ（ NO-3-N）、ρ（NO-2-N）、ρ（PO4-P）等。试验水样需要经过滤纸过滤的环节，然后才可以进行分析测定。ρ（TN）和ρ（TOC）选择总炭测定仪测定，PHA的测定选择文献方法，选择高纯氮气当做载气，气象色谱仪的型号是Agilent6980N。
具体分析方法：厌氧区域取一部分混合液，分别取2.4L和2.5L，放置于抽滤瓶，然后添加适当的乙酸钠，经过半个小时的厌氧反应，把污泥平均分为两份，其中一份曝气，控制ρ（DO）于2mg/L左右，好氧反应一个小时；同时向另外一份污泥中添加容量是24mg/L的NO-3-N，缺氧状态下搅拌一个小时；每间隔二十分钟取样一次，缺氧最大吸磷速率和好氧最大吸磷速率的比值Kanox/Kaer反映出污泥的代谢活性。
4、结论
（1）A2O工艺对低ρ（C）/ρ（N）实际生活污水进行处理时，如果不对预缺氧区进行设置，而且不存在外加碳源，则A2O系统的脱氮除磷能力备受限制；出水ρ（NO-3-N）大约是35mg/L，TN去除率降低到47.1%。
（2）对预缺氧区进行设置之后，A2O系统较之前有显著提升，TN去除率升高到60.7%，PO3-4-P去除率是56%，反硝化除磷的效果比较明显，缺氧段除磷率是32%～47%。这种情况下系统的反硝化能力及除磷能力有限，和国家标准还有一定差距。
（3）利用预缺氧区和外投碳源的方式对A2O工艺的反硝化能力和除磷能力起到明显的提升，提高其代谢活性，同时也有利于促进碳源利用效率的提升。
参考文献
[1]于德爽，彭永臻，宋学起，李梅.含海水污水的短程硝化反硝化[J].环境科学，2003（03）
[2]张云，田猛.短程硝化反硝化工艺简析[J].山西建筑，2010（16）
【关键词】A2O工艺；反硝化；除磷；排污
1、引言
A2O工艺，就是厌氧、缺氧以及好氧三种不同状态，A2O工艺的构造简单、运行费用科学合理、同步脱氮除磷等优势使得其得以广泛应用。A2O工艺的脱氮及除磷环节涉及到诸多生化反应过程，利用缺氧区和好氧区容积比对反硝化除磷效果进行强化，防止出现利用内回流比对反硝化除磷增添动力消耗。
2、A2O脱氮除磷工艺介绍
A2O工艺脱氮除磷污水处理过程中会同时发生诸多生化反应，包括硝化、反硝化、释磷以及吸磷等，每一个生化反应对于功能菌群、基质类型以及环境条件等的具体要求有所区别。所以在同一个系统中实现脱氮和除磷的目的肯定会遇到一些冲突。比如说，碳源、硝酸盐、硝化容量、释磷和吸磷的容量等问题。A2O工艺的构造比较简单，水力停留时间非常短、运行费用经济合理、控制难度较低，而且不容易出现污泥膨胀的情况，以上优势是促使A2O工艺成为我国城市污水处理厂主要技术的原因之一。但是，A2O工艺脱氮和除磷的步骤比较繁多，涉及诸多生化反应，在同一个过程中实现两个要求非常困难，因此A2O工艺也存在一些困难。比如基质竞争方面，脱氮和除磷的过程对于碳源的竞争；泥龄矛盾方面，脱氮过程和除磷的环节对于泥龄的范围有不同的要求；总氮去除率无法通过措施得以提高，尤其是对低C/N比的污水进行处理过程中矛盾尤为突出。
3、试验
3.1试验设备和运行工况
本试验选择的A2O工艺设备如图一所示。设备主要是有机玻璃组成，由合建式的“厌氧-缺氧-好氧”反应器以及二沉池共同组成。其中，合建式反应器的有效容积是80L，能够对活动隔板进行设置，起到对内部格室的容积和分布面积进行调整的目的。试验过程中合建式反应器是八个格室。试验最初环节，第1格室和第2格室是厌氧区，第3格室和第4格室是缺氧区，剩余则为好氧区；对比发现，厌氧区、缺氧区以及好氧区的容积比是1∶1∶2。试验第2环节和第3环节对原水进水位置进行改变，把第1格式更改成预缺氧区域，其他不做变动；预缺氧区、厌氧区、缺氧区以及好氧区的容积比是1∶2∶3∶6。预缺氧区、厌氧区以及缺氧区需要进行搅拌器的安装，以此发挥搅拌的作用，好氧区则利用曝气头供氧。为了防止出现返混的情况，各个格室之间采用连通管进行相连，预缺氧区和厌氧区采用的出水方式均为溢流形式。反应器内水温利用温控设备将其控制在（22±1）℃。
1.原水箱2.蠕动泵3.WTW 测定仪4.电动搅拌器5.预缺氧区6.厌氧区7.缺氧区8.好氧区9.二沉池10.出水11.空气泵12.流量计13.曝气头14.内回流15.污泥回流16.剩余污泥
图1 A2O工艺试验设备
试验过程中回流污泥进入第一格室；原水进入第1环节，或者第2环节和第3环节；内循环混合液则从好氧区最后1个隔室回流入缺氧区第1隔室。试验进水、回流污泥以及内循环混合液流量都是选择蠕动泵控制的方式。
试验运行工况可以总结为：进水流量是188L/d，反应区HRT是9.3 h（除去二沉池）；从二沉池底部排泥，将SRT控制在18～25d之内，反应器内ρ（MLSS）=（3500±500）mg/L。污泥回流比是60%，内循环回流比是200%，好氧区ρ（DO）是2mg/L。
试验污泥来自某污水处理厂二沉池回流污泥，其脱氮除磷的效果非常显著。试验过程中每个试验环节都是待系统平稳1-2周后才可以采样，试验共包括三个环节：阶段一，第一天到第十六天，无需对预缺氧区进行设置，无需外加碳源；厌氧区、缺氧区以及好氧区的容积比是1：1：2；阶段二，第十七天到第三十二天，需要对预缺氧区进行设置，无需外加碳源；预缺氧区、厌氧区、缺氧区以及好氧区的容积比是1：2：3：6；第三阶段，也就是第三十三天开始到第一百零六天，对预缺氧区进行设置，外加碳源；预缺氧区、厌氧区、缺氧区以及好氧区的容积比是1：2：3：6。
3.2试验用水
本试验选择某生活小区化粪池的实际生活污水当做是试验用水，这属于明显的低ρ（C）/ρ（N）比生活污水。在试验第三个环节向试验用水中添加一定量的乙酸钠和丙酸钠混合物，对进水量进行调节，丙酸钠和乙酸钠的C物质的量的比值是2比1，这个环节的进水ρ（COD）是274～425mg/L，平均值是349mg/L；ρ（C）/ρ（N）是506；ρ（C）/ρ（P）是61.55。
3.3分析方法
试验分析方法选择国家标准，项目包括ρ（COD）、ρ（NH4-N）、ρ（ NO-3-N）、ρ（NO-2-N）、ρ（PO4-P）等。试验水样需要经过滤纸过滤的环节，然后才可以进行分析测定。ρ（TN）和ρ（TOC）选择总炭测定仪测定，PHA的测定选择文献方法，选择高纯氮气当做载气，气象色谱仪的型号是Agilent6980N。
具体分析方法：厌氧区域取一部分混合液，分别取2.4L和2.5L，放置于抽滤瓶，然后添加适当的乙酸钠，经过半个小时的厌氧反应，把污泥平均分为两份，其中一份曝气，控制ρ（DO）于2mg/L左右，好氧反应一个小时；同时向另外一份污泥中添加容量是24mg/L的NO-3-N，缺氧状态下搅拌一个小时；每间隔二十分钟取样一次，缺氧最大吸磷速率和好氧最大吸磷速率的比值Kanox/Kaer反映出污泥的代谢活性。
4、结论
（1）A2O工艺对低ρ（C）/ρ（N）实际生活污水进行处理时，如果不对预缺氧区进行设置，而且不存在外加碳源，则A2O系统的脱氮除磷能力备受限制；出水ρ（NO-3-N）大约是35mg/L，TN去除率降低到47.1%。
（2）对预缺氧区进行设置之后，A2O系统较之前有显著提升，TN去除率升高到60.7%，PO3-4-P去除率是56%，反硝化除磷的效果比较明显，缺氧段除磷率是32%～47%。这种情况下系统的反硝化能力及除磷能力有限，和国家标准还有一定差距。
（3）利用预缺氧区和外投碳源的方式对A2O工艺的反硝化能力和除磷能力起到明显的提升，提高其代谢活性，同时也有利于促进碳源利用效率的提升。
参考文献
[1]于德爽，彭永臻，宋学起，李梅.含海水污水的短程硝化反硝化[J].环境科学，2003（03）
[2]张云，田猛.短程硝化反硝化工艺简析[J].山西建筑，2010（16）