傳統活(huó)性(xìng)汙泥(ní)法(fǎ)是應用*早的工藝,它去(qù)除有機物的效率(lǜ)很高,近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,於是出現了活性汙泥法的改進型(xíng)AO工藝(yì)和AAO工藝。AO工藝有兩種,一種(zhǒng)是用於除磷的厭氧—好氧工藝,一種是用於脫氮的(de)缺氧—好(hǎo)氧工藝;AAO工藝(yì)則是既脫氮又除磷的工藝。
1、AAO工藝原理及過程
A-A-O生物脫氮除磷工(gōng)藝是傳(chuán)統活性汙泥工藝、生物硝(xiāo)化(huà)及反硝化工藝和生物除磷工(gōng)藝的綜合。在(zài)該工藝流(liú)程內,BOD、SS和以各種形式存在的氮和磷將一並被去除。該係(xì)統的活性汙泥中,菌(jun1)群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌組(zǔ)成,專性厭氧和一般專性好氧(yǎng)菌群均基本(běn)被(bèi)工(gōng)藝過程(chéng)所淘汰。在好氧段,硝化細菌將入流中的氨氮及由有機氮氨化成的氨氮,通過生物硝化作(zuò)用,轉化成硝酸鹽;在缺氧段(duàn),反硝化(huà)細菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過(guò)生物反硝化作用,轉化成氮氣逸入大氣中,從而達到脫氮的目(mù)的(de);在(zài)厭氧段,聚磷菌釋放(fàng)磷,並(bìng)吸收低級脂肪酸(suān)等易降解(jiě)的有機物(wù);而在好氧(yǎng)段,聚磷菌超量吸收磷,並通過剩餘汙泥(ní)的排放,將磷(lín)去除。
在以上三類細菌均具有去除BOD的作用,但(dàn)BOD的去除實際(jì)上以反硝化細菌為主。以上各種物質去除過程 可(kě)直觀地用圖所示的工藝特性曲線(xiàn)表示。汙水進入曝氣池以後(hòu),隨著(zhe)聚磷菌的吸收、反硝化菌(jun1)的利用及好氧段好氧生物分(fèn)解(jiě),BOD濃度逐漸降低。在厭氧段,由於聚磷菌釋放磷,TP濃度逐漸(jiàn)升高,至(zhì)缺氧(yǎng)段升至*高。在缺(quē)氧段(duàn),一般認為聚磷菌既不吸(xī)收磷,也不釋放磷,TP保持穩定。在好氧段,由於聚(jù)磷菌的吸收,TP迅速降低。在厭氧(yǎng)段和缺氧(yǎng)段(duàn),氨氮濃度穩中有降,至好氧段,隨著硝化的進行,氨氮逐漸降(jiàng)低。在缺氧段,NO3-N瞬間升高,主要是由於內回流帶入大量的(de)NO3-N,但隨著反硝化(huà)的進行,硝酸鹽濃度迅速(sù)降低。在好氧段,隨著硝化(huà)的進行,NO3-N濃度逐漸升高。
2、AAO工藝參數和(hé)影響因素
A-A-O生物脫(tuō)氮除磷的功能(néng)是有機物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合,因(yīn)而其工藝參數應(yīng)同時滿足各種功能的要求。如能有(yǒu)效去除脫氮或除磷,一般也能同時高效(xiào)地去除BOD,但除磷和脫氮往往是相互矛盾的,具體體現在某些參數上,使這些參數隻能局(jú)限在某一狹窄(zhǎi)的範圍(wéi)內,這是A-A-O係統工藝控製較為複雜的主(zhǔ)要原因。
1)F/M和SRT
完全的生物硝化,是高效生物(wù)脫氮的前提,因(yīn)而F/M越(yuè)低SRT越高,脫氮效率越高,而生除磷則要(yào)求高F/M低SRT。A-A-O生物脫(tuō)氮除磷是運行較靈活的一種工藝,可以以脫氮為重點,也可以以除磷(lín)為重點,當然也可以二者兼顧。如果既要求一定的脫氮效果,也要求一定的除(chú)磷效果(guǒ),F/M一般控製在0.1~0.18kgBOD5/(kgMLVSS•d),SRT一(yī)般應控製在8~15天(tiān)。
2)水力停留時間
水力停留時間與進(jìn)水濃度、溫度等因素有關。厭(yàn)氧段水力(lì)停留時間一般在1~2小時範圍;缺氧段水力(lì)停留時間1.5~2小時;好氧段水力(lì)停(tíng)留時(shí)間一般(bān)應在6小時。
3)內回流與外回流
內回流比r一般在200~500%之間(jiān),具體取決於進水TKN濃度,以(yǐ)及(jí)所要求脫氮效率,一般認為(wéi),300~500%時脫氮效率*佳。外回(huí)流比R一般在50~100%的範圍內,在保證二沉池不發(fā)生反硝化及二次釋放磷的前提(tí)下,應使R降至*低,以(yǐ)免將大多的NO3-N帶回厭氧段(duàn),幹擾磷的釋放,降(jiàng)低除(chú)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,而好氧段DO應控製在2~3mg/l之間(jiān)。
5)COD/TKN與COD/TP
對於(yú)生(shēng)物(wù)脫氮來(lái)說,COD/TKN應大於4.0,而生物除磷則要求COD/TP大於(yú)20。如果不能滿足上述要求,應向汙水中投加有(yǒu)機物(wù)。為了提高COD/TKN值,宜投加甲醇做營養源,為了提高(gāo)COD/TP值,宜投加乙酸等低級脂肪酸。
6)PH和堿度
A-A-O生物除磷脫氮(dàn)係統中(zhōng),汙泥混合液的PH應控製在7.0之上(shàng),如果PH小於(yú)6.5時,可提高堿度。
7)溫度的影響
溫度越高,對生(shēng)物脫氮越有利,當溫度低於15℃時,生物脫氮效率將明顯下降。而當溫度下降時,則極可能對除磷有利。
8)毒物及抑製物質
某些重金屬離子、絡合陰離子及一些有機物隨著工(gōng)業(yè)廢水入處理係統後(hòu),如果超過一定的濃度(dù),會導致活性汙(wū)泥中毒,會使(shǐ)某些生物活性(xìng)受到(dào)抑製。反硝化細菌和(hé)聚磷(lín)菌對毒物及抑製物(wù)質的反應,同傳(chuán)統活性汙泥係統的汙泥基本(běn)一致,其(qí)中毒或抑(yì)製劑量見下(xià)表。與異(yì)養(yǎng)菌類相比,硝化細(xì)菌(jun1)更易受到(dào)毒物抑製。一些對異養菌無毒的物質會對硝化細菌形成抑製。而同一種抑製物質,在某一濃度水平下,對異養菌無毒性,而對(duì)硝化細菌卻可能有抑製(zhì)作用。
3、提高AAO工藝處理效果的經驗總結
一般A2/O工藝流程當脫氮效果(guǒ)好(hǎo)時,則除磷效果較差,反之亦然,很難(nán)同時(shí)獲(huò)得好的脫氮(dàn)除磷的效果,所以特對A2/O工藝提出(chū)改進措施,以(yǐ)提高該工藝的整體處理效果。
1)在設計和運行中,保(bǎo)證汙泥回流比為(60~100)%,一般回流(liú)到厭氧段的汙泥回流比為(10~20)%,其餘的則回流到缺氧段。這樣就減少(shǎo)了進入到厭氧段的硝酸鹽(yán)和溶解(jiě)氧量,*大限度地維持了其厭氧環境,同時又保證了所需的汙泥濃度。
2)原汙水應能同時進入到厭氧段和缺氧段,據脫氮除磷生化反應對有機碳源的需要,通過閘門調節其進入厭氧段和缺氧段的汙水(shuǐ)流量。有關研究表(biǎo)明,如要獲得較(jiào)高的脫氮除磷效果,可按1/3汙(wū)水流入缺氧段來設(shè)計(jì)。
3)回流汙泥的(de)提升用潛汙泵代替螺旋泵,同時回流汙泥和汙水(shuǐ)進(jìn)入厭氧段和缺氧段均采用淹沒式入(rù)流,以減少(shǎo)複氧。
4)厭氧段和缺氧段水下攪拌器的(de)功(gōng)率一般按(àn)3~5W/m3來設計過(guò)大則(zé)會在池內產生渦流,導致混合液溶(róng)解氧升高,影響脫氮除磷效果;但攪拌功率過(guò)小則混合液中的汙泥可能沉積下來。
5)取消消化池,將剩餘汙泥(ní)直接經濃縮壓濾成泥餅,避免了A2/O工藝高磷剩餘汙泥在消化過(guò)程中(zhōng)磷被重新釋(shì)放和溶出,影響磷的去除效果。
6)A2/O工(gōng)藝的汙泥(ní)齡(líng)取值應兼顧脫氮除磷二方(fāng)麵的要求,一般汙泥齡為15~20d為宜(yí)。
7)混合液(yè)回流比(bǐ)的取值應兼顧A2/O工藝脫氮(dàn)率要求較高和降低運行費(fèi)用(yòng)二個方麵,一般取(300~400)%為宜,此時脫氮率(lǜ)可達70%以上,運行費用也不會太高。如果將缺氧池和好氧池設計(jì)成同心圓式,外圓為環形好氧池,采用轉刷曝氣推流;同心圓的中間是(shì)圓(yuán)形缺氧反硝化池,用潛水攪拌器攪拌推流。
從厭氧段出來的混合液(yè)通過缺(quē)氧池圓(yuán)形隔牆上的開口進入好氧段,而好氧段混(hún)合液則通過隔牆上的旋轉門回流到缺(quē)氧段,混合液(yè)的回流量由控(kòng)製旋轉門的(de)開啟度來調節,使回流混合液不需用泵提升(shēng),大大節約了能耗,又保證了較高(gāo)的脫氮率。我國昆明(míng)第二汙水(shuǐ)廠就是采(cǎi)用(yòng)該種結構,效果良好。
8)A2/O工藝設計中,要取得較好的處理效果和比較靈活的運行條件,一般采用設計參(cān)數:厭氧段汙泥負荷率>0.10kgBOD5/kgMLSS·d;厭氧段進水S-P/S-BOD5<0.06;缺氧段C/N>6。
好氧(yǎng)段汙泥負荷率<0.10kgBOD5/kgMLSS·d;好氧段TKN/MLSS<0.15kgTKN/kgMLSS·d。
9)A2/O工藝中水力停留時間一般為6~8h,三段水力停(tíng)留時間適宜的比例為(wéi)厭氧∶缺氧∶好氧(yǎng)=1∶1∶(3~4)