傳統活性汙泥法是應用*早的工藝,它去除有機物的效(xiào)率很高,近(jìn)20年來,水體富營養化的危害越來越嚴(yán)重,去除氮、磷列入了汙水處理的目標,於是出現了(le)活性汙泥法的改進型AO工藝和(hé)AAO工(gōng)藝。AO工藝有兩種,一種是用於除磷的(de)厭氧—好氧工藝,一種是用於脫氮的(de)缺氧—好氧工藝(yì);AAO工藝則是既脫氮又除磷的(de)工藝。
1、AAO工藝原理及過程
A-A-O生物脫氮除磷工(gōng)藝是(shì)傳統活性汙泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物(wù)除磷工藝的綜合。在該工藝流程內(nèi),BOD、SS和以各種形(xíng)式存在的氮和磷將一並被去除。該係統的活性汙泥中,菌群主要由硝化菌(jun1)、反硝化菌和聚磷菌組成,專性厭氧和一般專性(xìng)好氧菌群(qún)均基(jī)本被(bèi)工藝過程(chéng)所淘汰。在好氧段,硝化細菌將入流中的氨氮及由(yóu)有機氮氨化成的氨氮(dàn),通過(guò)生物(wù)硝化作用,轉化成硝酸鹽;在缺氧段,反硝化(huà)細(xì)菌將內回流帶入的硝酸鹽通(tōng)過生(shēng)物反硝化作用,轉化成氮氣逸入大氣(qì)中,從而達到脫氮的目的;在(zài)厭氧段,聚磷菌釋放磷,並吸收(shōu)低(dī)級脂肪酸等易(yì)降解的有機物;而在好氧段,聚(jù)磷菌超量吸收磷,並通過剩餘汙泥的排放,將磷去除。
在以上三類細菌均具有去除BOD的作用,但BOD的去(qù)除實際上以反硝化細菌為主。以上各種物質(zhì)去除過程(chéng) 可直觀地用圖所示的工藝特性曲線表示。汙水進入曝氣池以後,隨著(zhe)聚磷菌的吸收、反硝化(huà)菌(jun1)的利(lì)用及好(hǎo)氧段好氧(yǎng)生(shēng)物分(fèn)解,BOD濃度逐(zhú)漸降低。在厭氧段,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,一般認為聚磷菌既不吸(xī)收磷,也不釋放磷(lín),TP保持(chí)穩定(dìng)。在好氧段,由(yóu)於(yú)聚(jù)磷菌的吸(xī)收,TP迅速降(jiàng)低。在厭氧段和缺氧段,氨氮濃(nóng)度穩中有降,至好氧段,隨著硝化的進行,氨氮逐漸降低。在缺氧段,NO3-N瞬間升高,主要是由於內回流帶入大量的NO3-N,但隨著反硝化的進行,硝酸鹽濃度迅速降低。在好氧(yǎng)段,隨著硝化的進行,NO3-N濃度逐漸(jiàn)升高。
2、AAO工藝參(cān)數和影響(xiǎng)因素
A-A-O生物脫(tuō)氮除(chú)磷的功能是有機(jī)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。如能有效去除脫(tuō)氮或除磷,一般也(yě)能同(tóng)時高效地去除BOD,但除磷和脫(tuō)氮往往是相(xiàng)互矛(máo)盾的,具體體現在某些參數(shù)上,使這些參數隻能(néng)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(quán)的生物(wù)硝化,是高效生(shēng)物脫氮的前提,因而F/M越低SRT越高,脫(tuō)氮效率越高(gāo),而生除磷(lín)則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除(chú)磷是運行較靈活的一種工藝,可以以脫氮為重點,也可以(yǐ)以除磷為重點,當然也可以二者兼顧(gù)。如果既要求一定的脫氮效果,也要求一(yī)定的除磷效果,F/M一般控製在0.1~0.18kgBOD5/(kgMLVSS•d),SRT一般應控製在8~15天。
2)水(shuǐ)力停留時間
水(shuǐ)力停留時間與進水(shuǐ)濃度、溫度等因素有關。厭氧段水力停留時間一般在1~2小時範圍;缺氧段水力停留時(shí)間1.5~2小時(shí);好氧段水力停留時(shí)間一般應在6小時。
3)內回流與外回流
內回(huí)流(liú)比r一般在200~500%之間,具體取決於(yú)進(jìn)水TKN濃度,以及所要求脫氮(dàn)效率,一般認為,300~500%時脫氮效率*佳。外回流比R一般在(zài)50~100%的範圍內,在保證二沉池不發生反硝化及(jí)二次釋放磷的前提(tí)下,應使R降至*低(dī),以免將(jiāng)大多的NO3-N帶回厭氧段,幹擾磷的釋放,降低除磷效率。
4)溶解氧DO
厭氧段DO應控製在0.2mg/l以下,缺氧段DO應控製在0.5mg/l以下,而好氧(yǎng)段DO應控(kòng)製(zhì)在2~3mg/l之(zhī)間。
5)COD/TKN與COD/TP
對(duì)於生物脫氮來說,COD/TKN應大於4.0,而生物除磷則要求(qiú)COD/TP大於20。如果不能滿足上述要求,應向汙(wū)水中投加有機物。為了提高COD/TKN值(zhí),宜投加甲醇做營養源,為了提高COD/TP值,宜投加(jiā)乙酸等低級(jí)脂肪酸。
6)PH和堿度(dù)
A-A-O生物(wù)除磷脫氮係統中,汙泥混(hún)合液的(de)PH應控(kòng)製在7.0之上(shàng),如果PH小於(yú)6.5時,可(kě)提高堿(jiǎn)度。
7)溫度的影響(xiǎng)
溫度越高,對生物脫氮越有利,當溫度低於(yú)15℃時,生物脫氮效率將明顯下降。而當溫度(dù)下降時,則極可能對除(chú)磷有利。
8)毒物及抑製物質
某些重金屬離子、絡合陰離子及一些(xiē)有(yǒu)機物隨(suí)著工業廢水(shuǐ)入處(chù)理係統後,如果超過一定的濃(nóng)度,會導致活(huó)性汙(wū)泥中毒,會(huì)使某些生(shēng)物活性受到抑(yì)製。反硝化(huà)細菌和聚磷菌對毒物及抑製(zhì)物質的反(fǎn)應,同(tóng)傳統活性汙泥係統的汙泥基本一致,其中(zhōng)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物抑製。一些對異養菌無毒的物質會對硝化細菌(jun1)形成抑製(zhì)。而同一種抑製物質(zhì),在某(mǒu)一濃度水平下,對異養菌無毒性,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(de)經驗總結
一般A2/O工藝流程當脫氮效果好時,則除磷效果較(jiào)差,反之(zhī)亦然,很難(nán)同時獲得好的脫氮除磷的(de)效果,所以特對A2/O工藝(yì)提出改進措施,以(yǐ)提高該工藝的整體處理效(xiào)果。
1)在設計和運行(háng)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)%,其餘的則回流到缺氧(yǎng)段。這樣就減少了進入到(dào)厭氧段的硝酸(suān)鹽和(hé)溶解氧量,*大限度地(dì)維持了其厭氧(yǎng)環境,同時又保證了所需的汙泥濃度。
2)原(yuán)汙水應(yīng)能同時進入到厭氧段和缺氧段,據脫氮除(chú)磷生化反應對(duì)有機碳源的需要,通過閘門調節其進入厭氧段和缺氧段的(de)汙水流量。有關研究表明,如要獲得較高的脫氮(dàn)除磷效果,可按1/3汙水流(liú)入(rù)缺氧段來設計。
3)回流(liú)汙泥的提(tí)升用潛汙泵代替螺旋泵,同(tóng)時回流汙泥(ní)和(hé)汙水進入厭氧段和缺氧段(duàn)均采用淹沒式入流,以減少複氧。
4)厭(yàn)氧段和缺氧段水(shuǐ)下攪拌器的功率一般按(àn)3~5W/m3來設計過大則會在池內產生渦流,導致混合液溶解氧升高,影響脫氮除磷效果;但攪(jiǎo)拌功(gōng)率過小則混(hún)合液中(zhōng)的汙泥可能沉積下來。
5)取消消化池,將剩餘汙泥直接(jiē)經(jīng)濃縮壓濾成泥餅,避免了(le)A2/O工(gōng)藝高磷剩餘汙泥在消化過程中磷被重新釋(shì)放和溶出,影響磷的(de)去除效果(guǒ)。
6)A2/O工藝(yì)的汙泥齡取值應(yīng)兼顧脫氮除磷二方麵(miàn)的要求,一般汙泥齡為(wéi)15~20d為宜。
7)混合液回(huí)流比的取值應兼顧A2/O工(gōng)藝脫氮率要求較高和降低運(yùn)行費用(yòng)二個方麵,一般取(300~400)%為宜,此時脫(tuō)氮率(lǜ)可達70%以上,運行費用也(yě)不會(huì)太高。如果將缺氧池和好氧池設(shè)計成同心圓式,外圓為環(huán)形好(hǎo)氧池,采用轉(zhuǎn)刷曝氣推流;同心圓的中間是圓形缺氧反硝化池,用潛水攪拌器攪拌推流。
從厭(yàn)氧段出來的混合液通過缺氧池圓形隔(gé)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旋轉門回流到缺氧段,混(hún)合液的回(huí)流量由(yóu)控製旋轉(zhuǎn)門的開啟度來調節,使回(huí)流混合液不需用泵提升,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,效果良好。
8)A2/O工藝設計(jì)中,要取得(dé)較好的處理效果和比較靈活的運(yùn)行條件,一般采用設計參數:厭氧段汙泥負(fù)荷率>0.10kgBOD5/kgMLSS·d;厭氧(yǎng)段進水S-P/S-BOD5<0.06;缺氧段C/N>6。
好(hǎo)氧(yǎng)段(duàn)汙泥負荷率<0.10kgBOD5/kgMLSS·d;好氧段TKN/MLSS<0.15kgTKN/kgMLSS·d。
9)A2/O工藝(yì)中水力停留時間(jiān)一般為6~8h,三段水力停留時間適宜的比例為厭氧∶缺氧∶好氧=1∶1∶(3~4)