A2/O工艺脱氮除磷运行效果分析

A2/O工艺脱氮除磷运行效果分析

赵晓威 

身份证 32058219890630053X

摘要：为了增加污水处理厂运行管理效率及出水质量，采集处理厂污水处理工艺的样本并进行分析，分析A2/O工艺主要运行参数和系统的脱氮除磷效率之间的关联性。统计发现，A2/O工艺对总氮、总磷的去除率分别达到83.3%、86.4%，出水内的氮主要一硝酸盐氮的形式存在，出水内总磷浓度基本抵达了一级A标准。活性污泥负荷越小，系统的脱氮除磷效果越好，泥龄是影响总磷去除效果的一个主要因素，当污泥负荷约0.16㎏BOD5（㎏ MLVSS·d）、泥龄范围10~12d时，系统的脱氮及除磷效率均处于较高水平。系统内的排泥总量是进水量的2%~2.6%时，能维持系统除磷状态的相对稳定性，体现出较高的经济性。

关键词：A2/O工艺；脱氮除磷；运行参数；污泥负荷

引言

近些年中我国经济快速发展中也带来了很多生态环境问题，特别是水体富营养化越来越严重，为要更加严格地控制市政污水处理厂出水的氮、磷指标，尤其是将这些出水作为河流的补给水或再生水用与后续污水处理厂运行时。A2/O、Bardenpho、MUCT等当前污水处理厂常用的脱氮除磷工艺类型。厌氧-缺氧-好氧（A2/O）是构造最为简单的污水处理工艺，在国内各地市政污水处理厂有广泛应用，能取得较理想的去氮除磷效果。因为A2/O系统内分布着多种微生物，对基质、泥龄、DO含量等提出的要求有差异，故而应严格控制主要运行参数，以充分体现出A2/O工艺的价值。

1、研究方法

1.1试样收集

本市政处理厂的最大污水处理规模达到20万m³/d，用A2/O系统。本试验对污水A2/O处理工艺流程进行沿程采样，共计部署10个采样位点。

取样时间段内污水处理厂的进、出水COD、TN、NH3-N及TP分别是30~46、10~21、0.5~7.6、≤1㎎/L。

1.2主要仪器和试剂

紫外—可见分光、荧光分光光度计，超纯水机；标准试剂、质控试样均取自标准实验，其他试剂都是分析纯。

1.3质量保障方法

用标准试剂调配校正溶液，计算得校正曲线的相关性系数高于0.9999；所有试样均予以平行样分析，按照规程抽样检测其精密度，相对偏差3.7%；用质控样本检查分析结果的精准度，相对误差0.1%[1]。

2、A2/O工艺中氮磷污染物的改变情况

进水内氨氮平均质量浓度58.93㎎/L，在总氮中占比高于50%，硝态氮含量处于较低水平。预处理工序中总氮、氨氮浓度缓缓下降，硝态氮含量未见显著改变。A2/O生物处理工序中，氨氮浓度快速下跌，好氧池尾端出水氨氮2. 38mg/L，去除率达到96.1%；进入到二级生物处理工序时，因为发生硝化反应以致硝态氮质量浓度增加，其在二沉池内的含量与总氮浓度基本持平，总氮去除率达到83.3%。

试验阶段总磷在A2/O阶段出现较明显的改变：厌氧段，聚磷菌外放磷，同事吸收部分易降解的有机物，出水总磷浓度水平快速上升，从进水的5. 83mg/L上升至26.90mg/L；污水被整合到缺氧段时其内磷含量快速下降，出水8. 50mg/L，污水内总磷含量减少量18.5mg/L，除磷率高于68.0%；好氧段时，总磷浓度降低速率减慢，出水浓度2.30㎎/L，污水内总磷浓度减少了5.6㎎/L，，除磷率约65.0%；检测发现二沉池内总磷质量浓度进一步下降，出水总磷浓度大概为1.0㎎/L，大体上抵达了一级A水平，总磷出去旅高于86.4%[2]。

A2/O污水处理工艺内，在缺氧段就开始显现出磷吸收作用，到好氧段时去除磷。结合本污水处理厂既往运行数据及采样分析结果，运算出缺氧、好氧段的吸磷量均值分别是4.98、5.6㎎/L，提示A2/O工艺缺氧段出现了十分显著的反硝化聚磷作用。

3、磷氮去除效果和A2/O工艺主要运行参数的相关性分析

3.1系统进水COD/TN、COD/TP

在A2/O工艺内，在厌氧池内一些大分子碳源转型成小分子挥发性脂肪酸(VFA)，聚磷菌吸收掉部分VFA生成PHB并存储于细胞中，并且也会使细胞中的聚磷发生水解反应生成产物正磷酸盐，溶解到水内。随后污水被整合到缺氧池内，反硝化菌应用污水内残余的碳源与回流混合液内的硝酸盐进行反硝化反应以脱除氮；污水被整合到好氧池内时，有机物质量浓度已经处于很低水平，聚磷菌主要通过自分解过程获得能量以促进本体生长繁殖，吸收掉原水内大量的溶解性磷，运送到二沉池时分离出磷含量较高的污泥，实现除磷目标。A2/O工艺脱氮除磷效率和进水COD/TN、COD/TP之间存在密切相关性。结合既往资料记载情况，满足或完成反硝化反应的COD/N取值范围通常是4~15；当进水C/P比值＜32时，伴随C/P比数值的增加系统的总磷去除率呈现出线性增加的态势；C/P比＞32时就能获得稳定且高效化的出水水质（图1）[3]。

图1   COD/TN、COD/TP对系统脱氮除磷效果的影响

当本污水处理厂进水内COD/TN、COD/TP取值范围分别是4~6、80~100时，基本处于文献设定的适宜区间；尽管对磷、氮去除效率产生一定影响，但影响程度不够显著，这可能是本厂原水是城市生活污水，并且A

2/O系统前段没有设置一沉池相关。

3.2污泥泥龄、污泥负荷

污污泥龄(SRT) 被公认为是影响磷、氮去除效率的一个主要运行参数。对于城市生活污水来说，泥龄越短，约有助于增加同化除磷的效果。污泥负荷(F/M) 是污泥法处理污水时的一个主要运行参数，F/M大小和出水水质之间存在密切关系，故而污泥泥龄、污泥负荷均是影响A2/O系统脱氮除磷效果的主要因素。

城市生活污水总氮、总磷的去除率和泥龄、污泥负荷之间的关系见图2、3。

图2  总氮的去除率和泥龄、污泥负荷的关系

观察图2，不难发现本处理厂的泥龄通常控制在5d之上，以从根本上满足硝化细菌正常生长繁殖的需求，总氮脱除率和泥龄之间没有形成显著的相关性，但是和污泥负荷之间表现出显著的反向改变趋势。

图3  总磷去除率与污泥龄、污泥负荷之间的关系

观察图3内折线图的走势，A2/O系统的总磷脱除效率和泥龄、污泥负荷之间均体现出较为显著的反向关系。当F/M约0.16㎏BOD5（㎏ MLVSS·d）、SRT范围10~12d时，系统的脱氮及除磷效率均处于较高水平，分别达到81%、89%[4]。

3.3 A2/O系统内磷的积累情况与排泥量的关系

结合本处理厂现实运行日报和分析结果结果，运算出系统中磷的积累与排泥量的关系（见图4）。

图4  系统中磷的积累与排泥量的关系

读图发现，当实际排泥量不断增加时，A2/O系统内磷的积累量呈现出不断减少的态势，反之亦如此；该系统内磷的正负积累量在磷输入总量中占比约为10%。每日排泥总量应控制在4000~5000m³范围内（大概占进水总量的2%~2.6%），能维持系统除磷状态的相对稳定性，使出水质量得到更大的保障，并且明显减少了排泥量，体现出较高的经济性。

结束语：

A2/O系统的总氮脱除效率达到83.3%，出水内剩余氮主要以硝态氮的形式存在。出水内总磷浓度大概为1.0%㎎/L，基本抵达了一级A标准；总磷去除率高于86.4%；缺氧段出现了反硝化脱氮与聚磷效应。F/M约0.16㎏BOD5（㎏ MLVSS·d）、SRT范围10~12d时，系统的脱氮及除磷效率分别达到81%、89%。系统内的排泥总量是进水量的2%~2.6%时，能维持系统除磷状态的相对稳定性，规避了较明显的经济浪费问题。

参考文献：

[1]周大凯,朱光灿,李淑萍,等.高原生活污水多阶折流A~2O处理工艺优化运行与磷去除特性[J].环境工程学报,2022,16(08):2730-2739.

[2]李航,董立春,方建飞,等.初沉池优化运行对改良型A~2/O工艺脱氮除磷的影响[J].环境工程技术学报,2021,11(06):1189-1195.

[3]李易寰,奚蕾蕾,钟奕杰,等.倒置A~2/O工艺运行效果及优化控制方案[J].环境工程,2020,38(03):76-81+26.

[4]郑秋丽,周建新.某城镇污水处理厂A2/O工艺优化运行研究[J].低碳世界,2019,9(08):15-16.