a2_o生物同步脫氮除磷及其改良工藝進(jìn)展

1、第27卷第6期2010年12月黑龍江大學(xué)自然科學(xué)學(xué)報(bào)JOURNALOFNATURALSCIENCEOFHEILONGJIANGUNIVERSITYV0127No6December，2010A2／O生物同步脫氮除磷及其改良工藝進(jìn)展張光明，杜鋒偉，朱易春，趙志偉(哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院，哈爾濱150090)摘要：介紹了污水處理中傳統(tǒng)的A2／O工藝，該工藝具有在消減COD的同時(shí)有效脫氮除磷的優(yōu)勢(shì)，因而得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)，對(duì)該工藝固有的

2、一些弊端進(jìn)行了分析，針對(duì)工藝中三類主要微生物：硝化菌、反硝化茵、聚磷茵競(jìng)爭(zhēng)碳源、世代生長(zhǎng)時(shí)間不同、食荷比要求不同的內(nèi)在矛盾，列舉了一些針對(duì)硝酸鹽干擾釋磷，碳源不足影響反硝化等的解決措施，并闡述了當(dāng)前脫氮除磷工藝的最新研究進(jìn)展。關(guān)鍵詞：A2／O工藝；脫氮除磷；碳源；反硝化除磷茵；雙污泥工藝中圖分類號(hào)：X703文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：1001—7011(2010)06—0739—050引言近年來(lái)，我國(guó)水體富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象日趨嚴(yán)峻，《城鎮(zhèn)污水處理

3、廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GBl8918—2002)對(duì)污水處理廠出水氮磷的排放提出了更高的要求。對(duì)污水生物脫氮除磷機(jī)理、影響岡素及工藝特點(diǎn)等的研究是我國(guó)當(dāng)前污水處理的一個(gè)熱點(diǎn)。本文針對(duì)A2／O同步脫氮除磷工藝開(kāi)展分析，闡述了A2／O工藝的利弊，并列舉了一些改進(jìn)措施。1A2／0脫氮除磷工藝的特點(diǎn)生物脫氮除磷是城市污水處理的重點(diǎn)，作為《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50014—2006)推薦的主體工藝，A2／0是目前較為成熟的污水脫氮除磷工藝，也是目前

4、我國(guó)許多污水處理廠都采用的工藝，工藝流程如圖1所示。但是，在實(shí)際運(yùn)行中，發(fā)現(xiàn)A2／O存在很多問(wèn)題，如二沉池回流污泥中的硝酸鹽對(duì)厭氧區(qū)磷的釋放產(chǎn)生的不利影響【21；反硝化菌與聚磷菌之間存在碳源的競(jìng)爭(zhēng)，圖1傳統(tǒng)的A：，o脫氮除磷工藝流程圖Fig1TraditionalA2／0processforNandPremoval而城市污水的碳源濃度普遍較低，難以滿足同時(shí)高效脫氮除磷的要求‘33；污泥中硝酸鹽氮，亞硝酸鹽氮在二沉池中發(fā)生反硝化產(chǎn)生的氮?dú)?/p>

5、附著在污泥表面而使其上浮，造成污泥沉降性能較差，出水ss升高H]。2A2／O脫氮除磷工藝弊端的一些解決措施針對(duì)A2／0系統(tǒng)中存在的問(wèn)題，許多學(xué)者心’4。J_131進(jìn)行了大量研究，從如下四個(gè)方面提出了改進(jìn)工藝：一是解決厭氧池中硝酸鹽干擾聚磷菌(PAO)釋磷而提出的UCT、MUCT，VIP等；二是解決反硝化細(xì)菌和PAO爭(zhēng)奪碳源而提出外加碳源、多點(diǎn)進(jìn)水、空間區(qū)分反硝化細(xì)菌和PAO等工藝，如倒置A2／O、多點(diǎn)進(jìn)水及其組合工藝等；三是隨著DPB(

6、反硝化除磷細(xì)菌)的發(fā)現(xiàn)形成的反硝化除磷工藝，如：以A2N為代表的雙污泥工藝等；四是為避免硝酸鹽氮，亞硝酸鹽氮在二沉池或厭氧池反硝化影響除磷效果，有關(guān)學(xué)者開(kāi)發(fā)的新工藝如收稿日期：2010一07—20基金項(xiàng)目：國(guó)家重大水專項(xiàng)(2009ZX07424—005，2008ZX07317—02)；國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題(2006BAJ08802)作者簡(jiǎn)介：張光明(1973～)，女，教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要研究方向：污水與污泥處理新技術(shù)，Email

7、：z殍n200@126corn萬(wàn)方數(shù)據(jù)第6期張光明等：A2／0生物同步脫氮除磷及其改良工藝進(jìn)展741荷運(yùn)行，混合液中活性污泥量高，污泥齡比UCT工藝短，除磷效率高，所需反應(yīng)設(shè)備體積小。22針對(duì)反硝化碳源不足的解決措施針對(duì)反硝化碳源不足可以有以下解決措施：(1)投加甲醇、乙醇、乙酸等或易生物降解的碳源如一次污泥發(fā)酵液、二次污泥的一級(jí)消化液、高BOD／COD廢水等；(2)對(duì)于污水廠而言，不設(shè)置初沉池或者縮短初沉池的水力停留時(shí)間，可以使沉砂池

8、中部分有機(jī)物直接進(jìn)入生化系統(tǒng)中，這樣可以增加進(jìn)水的有機(jī)物總量；(3)分段進(jìn)水，1／3水量進(jìn)入缺氧區(qū)，2／3水量進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，可以取得較好的脫氮除磷效果∞o；(4)同濟(jì)大學(xué)高廷耀∞’61等認(rèn)為，傳統(tǒng)A2／O工藝空間布局的合理性值得懷疑。因?yàn)閭鹘y(tǒng)A2／0工藝在碳源分配上總是優(yōu)先滿足聚磷菌釋磷的需要，進(jìn)而將厭氧區(qū)放在最前端，缺氧區(qū)放在其后。這種空間布局會(huì)降低系統(tǒng)的反硝化脫氮效果，而系統(tǒng)的除磷效果不一定會(huì)提高。就最終脫氮除磷的效果而言，把厭氧區(qū)前

9、置或者將缺氧池前置哪一種真正有利，是值得研究的。為此高廷耀等提出了倒置A2／O工藝p’6o?，F(xiàn)對(duì)此工藝及其改良工藝介紹如下。1倒置A2／0脫氮除磷工藝倒置A2／O脫氮除磷工藝流程如圖6所示。倒置A2／O工藝主要特點(diǎn)是聚磷菌在厭氧池釋磷后直接進(jìn)好氧池，具有很高的吸磷動(dòng)力；回流污泥不分流，全部進(jìn)入缺氧區(qū)，進(jìn)而參加厭氧釋磷、好氧吸磷，因此全流程磷的去除效率高；缺氧段在厭氧段前，反硝化優(yōu)先獲得碳源，避免了對(duì)碳源的爭(zhēng)奪。從流程上來(lái)說(shuō)，只有一個(gè)外回

10、流，簡(jiǎn)單易控。同時(shí)倒置A2／O工藝也存剩余污泥圖6倒置A2，o脫氮除磷工藝流程圖Fig6ReversedA2／OprocessforNandPremoval在不足：外回流加大增加了二沉池的固體負(fù)荷，對(duì)出水水質(zhì)和二沉池底流濃度有影響；厭氧區(qū)能獲得的優(yōu)質(zhì)碳源不多，除磷效率不高等。2多模式A2／0脫氮除磷工藝為了使倒置A2／O工藝(分點(diǎn)進(jìn)水倒置A2／0缺氧混合液回流(50～200％)工藝)能夠根據(jù)不同進(jìn)水水質(zhì)，不同季節(jié)生物脫3050％進(jìn)水氮除

11、磷所需碳源的變化，取得較好的脫氮除磷效—■———]一果，進(jìn)一步開(kāi)發(fā)出了多模式A2／O脫氮除磷工藝，50一70％鯊掣下眄函計(jì)—r眄西葉上忑葉丁一二沉池蘆堡其工藝流程如圖7所示。I——ff————lV該工藝在分點(diǎn)進(jìn)水倒置A2／O工藝的基礎(chǔ)上好氧混合液回流(50。20(00)l增加缺氧混合液回流，可根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)水量的變l透婆鷲趣!塹=!呈墅2i化，對(duì)處理工藝進(jìn)行了優(yōu)化，通過(guò)進(jìn)水、污泥回流、圖7多模式倒置Az／O脫氮除磷T藝流程圖混合液回流位置

12、的多點(diǎn)設(shè)置，體現(xiàn)了一池多工藝、Fig7MultiplemodulereversedA2／Oprocessfor多工況的特點(diǎn)，可以按多種工藝方式(UCT、VIP、NandPremovalA2／0、A／O、倒置A2／0)運(yùn)行，從運(yùn)行來(lái)看，針對(duì)不同水質(zhì)，通過(guò)不同模式切換，出水能夠達(dá)到很好的效果。23以PHB為主體的反硝化除磷工藝反硝化除磷脫氮是指在厭氧／缺氧環(huán)境交替運(yùn)行的條件下，缺氧型反硝化除磷菌(PHB)利用0：或NO，一N作為電子受體，通

13、過(guò)代謝作用同時(shí)完成過(guò)量吸磷和反硝化，達(dá)到除磷脫氮的目的。反硝化除磷主要特點(diǎn)是：(1)由于避免了反硝化菌和聚磷菌之間對(duì)有機(jī)物的競(jìng)爭(zhēng)，可以節(jié)省50％COD的消耗‘7o；(2)由于PHB利用硝酸鹽作為電子受體，故節(jié)省了曝氣量約30％[刊；(3)產(chǎn)泥量減少，污泥處理費(fèi)用也相應(yīng)減少；(4)減小了反應(yīng)器的體積。厭氧池沉淀池l硝化池沉淀池2缺氧池后曝氣沉淀池3圖8Az，N反硝化除磷工藝流程圖Fig8A2／NprocessforNandPremoval