A2/O工艺的发展和应用

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摘要： 介绍了a2/O 法的工艺流程和工艺特点，叙述了以A2/O为基础的的几种改进工艺，通过分析了A2/O 的应用状况以发挥A2/O工艺在城市化进程中的作用。

Abstract： This paper introduces the process and characteristics of A2/O method， describes several improved processes based on A2/O， and wants to play the role of A2/O process in the process of urbanization through the application status of A2/O.

关键词： A2/O 工艺；活性污泥法；处理技术

Key words： A2/O process；activated sludge；processing technology

中图分类号：[TU992.3] 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2013）01-0062-02

0 引言

城市污水二级处理的早期仅仅是要求去除有机物，但是随着环境要求的提高发现排放的出水中氮、磷超过河流和湖泊的自净能力时，会导致受纳水体的富营养化。水体的富营养化不但影响城市水环境的正常发挥，加剧城市水质型缺水状况，而且会引起世界性海洋公害对社会经济和环境造成了极大的破坏。所以《污水综合排放标准》中明确规定了城镇二级污水处理厂处理后氮和磷的排放标准。A2/O工艺是污水处理厂脱氮除磷的常用工艺。随着对脱氮除磷机理的进一步研究，又出现许多针对于A2/O工艺的缺点改良工艺用在污水处理中，使污水处理工艺向除磷脱氮处理的深度不断发展。

1 A2/O工艺

A2/O工艺是Anaerobic/Anoxic/Oxic的简称。是目前普遍采用的同时脱氮除磷的工艺，其基本工艺流程如图1所示。

该工艺在A/O工艺的基础上增设了一个厌氧（Anaerobic）。“厌氧”指污水处理区基本没有硝态氮（其浓度小于0.3mg/L，最好小于0.2mg/L），溶解氧（DO）浓度低于0.7mg/L，最好是低于0.4mg/L。“缺氧”指污水处理区内BOD的代谢有硝态氮维持，其初始浓度不低于0.4mg/L。溶解氧浓度低于0.7mg/L，最好是低于0.4mg/L[1]。

A2/O 工艺采用推流式活性污泥系统，废水首先进入厌氧池与回流的含磷污泥混合，在兼性厌氧发酵菌的作用下，废水中易生物降解有机物被聚磷菌吸收，并以PHB的形式贮存在体内使污水中BOD浓度下降，与此同时将细胞中贮存的磷释放到水中，使污水中磷的浓度升高，另外在微生物增殖过程中一部分氨氮被去除，使污水中NH3-N浓度下降，但由污泥回流携带的硝态氮量不变。废水流入缺氧池后，反硝化菌利用有机质将NO3-N反硝化去除，但磷几乎不变。废水流入好氧池后氨氮的硝化使NO3-N的浓度增加。聚磷菌通过分解体内贮存的PHB获得增殖能量，同时将废水中的可溶解性磷吸收的体内，以聚磷的形式贮存起来，以剩余污泥的形式排出系统。

A2/O工艺流程简单，较易于运行管理，总的水力停留时间较短，一般缺氧区的水力停留时间为0.5～1.0小时，泥龄也短，一般为3～5天，使剩余污泥中磷含量高，一般为2.5%以上[2]。在反硝化脱氮过程中直接利用废水中的有机物为碳源，降低了运行。但在A2/O工艺中，影响生物除磷的关键因子是厌氧池的污泥回流量。因为从沉淀池回流污泥中会携带一定量的硝态氮，污泥回流量越大，携带的硝态氮越多，反硝化利用的有机物就越多，由于有机质的减少影响了厌氧释磷，从而导致除磷效果下降。如果污泥回流量小，虽然携带的硝态氮少，但同时进入厌氧池中的聚磷菌相应减少，同样影响系统的除磷功能。所以对A2/O工艺来说，污泥回流比通常控制在进水流量的0.5～1.0倍左右[3]。

2 A2/O工艺的发展

针对该A2/O工艺污泥回流中携带的硝态氮对除磷效果的影响，许多研究者在工艺形式和工艺流程上进行了一些列革新，新工艺层出不穷，尤其是除磷机理研究在微生物学领域，反硝化除磷菌DPB的发展使该工艺有了更广关阔的发展前景。

2.1 UCT工艺 A2/O工艺回流污泥中的NO■■-N回流至厌氧段，干扰了聚磷菌细胞体内磷的厌氧释放，降低了磷的去除率。南非开普敦大学开发了UCT工艺，工艺流程见图2所示。

UCT工艺[4]通过将沉淀池污泥回流到至缺氧池，在缺氧池回流污泥带回的硝酸盐被反硝化脱氮，避免了硝酸盐降低除磷效率，回流到厌氧池的混合液中的BOD为聚磷菌厌氧释磷提供了最优条件。所以该工艺对氮和磷的去除率都大于70%。该工艺常用于处理BOD5/TN或BOD5/TP较低的城市污水，以防止NO■■-N回流至厌氧段产生反硝化脱氮，发生反硝化细菌与聚磷菌争夺溶解性BOD5而降低除磷效果。UCT工艺流具有流程复杂，运行费用高，两套混合液回流交叉不利于控制缺氧段的水利停留时间，好氧段出流的一部分混合液中的溶解氧经缺氧段进入厌氧段而干扰磷等缺点。

2.2 改良UCT 工艺 将UCT工艺的缺氧反应池分成两部分，一个接受回流污泥，一个进行硝化液回流，这就改良UCT工艺[5]（工艺流程见图3），改良UCT工艺解决了回流液中的硝酸盐对厌氧释磷的不利影响，提高了除磷效果。但该工艺由于增加了缺氧池向厌氧池的回流，其运行费用较高，其脱TKN的效率不到90%。

2.3 改良A2/O工艺 为了克服改良UCT工艺增加了一套回流系统使工艺流程相对复杂的情况，同时避免A2/O工艺的缺点，将10％左右进水中的有机物进行反硝化去除硝态氮，降低厌氧释磷的不利因素硝态氮。这就是改良A2/O工艺（流程图见图4）。该工艺在节省一个回流系统后仍旧达到甚至超越了MUCT，既节省了费用又提高了效率。

2.4 倒置A2/O工艺 我国城市污水中C/N普遍较低，回流硝酸盐对生物除磷不利影响尤为明显，而国家排放标准对除磷要求高而对总氮去除要求不太高的情况提出来的。将A2/O工艺缺氧区前置，省去混合液回流，污泥直接回流至缺氧区即称为倒置A2/O工艺，其工艺流程见图5。倒置A2/O工艺解决了硝酸盐对系统除磷的影响；取消初沉池也缓解了处理系统内的碳源矛盾；取消硝化液的回流，使流程更简捷，运行费用更省。

2.5 OWASA工艺 由于城市污水BOD5浓度低造成BOD5/TP和BOD5/TN太低，使A2/O工艺脱氮除磷效果显著下降。为了改进A2/O工艺的这一缺点，将A2/O工艺中初沉池的污泥排至污泥发酵池，初沉污泥经发酵后的上层清夜中含有大量挥发性脂肪酸，将此上层清夜投加至缺氧段和厌氧段，使入流污水中的可溶解性BOD5增加，提高了BOD5/TP和BOD5/TN的比值，促进了磷的释放与NO■■-N反硝化，从而使脱氮除磷效果得到提高，这就是OWASA工艺（流程图见图6）。

3 结语

虽然A2/O工艺和它的一些改进工艺经过多年运行，已积累了很多成功实践经验。但对其固有脱氮除磷的矛盾的解决及最佳运行控制，仍是今后要深入研究的课题。

参考文献：

[1]孙锦宜.邯郸废水处理技术与应用[M].北京：化学工业出版社，2003：170-177.

[2]张宝军.A2/O工艺处理城市污水的应用研究[J].煤炭环境保护，2002，16（3）：32-35.

[3]王小文.水污染控制工程[M].北京煤炭工业出版社，2002， 313-315.

[4]生物脱氮除磷原理与应用.娄金生、谢水波、何少华等编著.国防科技大学出版社.湖南.长沙.2002.

[5]王宝贞.水污染控制工程[M].北京：中国建筑工业版社，1990年10月：140-150.