傳統(tǒng)活性汙泥(ní)法是應用*早的工藝,它去除(chú)有機物的效率很高,近20年來,水體富營養化的危害越來越嚴(yán)重,去(qù)除氮、磷列(liè)入了汙水處理的目標,於是出現了活性(xìng)汙泥法的改進型AO工藝和(hé)AAO工藝。AO工藝有兩種,一種是(shì)用於除磷(lín)的厭氧—好氧工藝,一種是用於脫氮的缺(quē)氧—好氧工藝;AAO工(gōng)藝則(zé)是既脫氮又除磷的(de)工藝。
1、AAO工藝原理及過程
A-A-O生物脫氮除磷工藝是傳統活性汙泥工藝、生物硝化及反硝(xiāo)化工藝和生物(wù)除磷(lín)工藝的綜合(hé)。在該工藝流程內,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(zhōng),菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌組成,專性厭氧和一般專性好氧菌群均基本被工藝過程所(suǒ)淘汰。在好氧段,硝化細菌將入流中的氨(ān)氮及(jí)由有(yǒu)機氮氨化成的氨氮,通(tōng)過(guò)生物硝化作用,轉化成硝酸鹽;在缺氧段,反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝(xiāo)化作(zuò)用,轉化(huà)成氮氣逸入大氣中,從而達到脫氮的(de)目的(de);在厭氧段,聚(jù)磷菌釋放磷(lín),並(bìng)吸收低級脂肪(fáng)酸(suān)等易降(jiàng)解的有機物;而在好氧段,聚磷(lín)菌超(chāo)量吸(xī)收磷,並通過剩餘汙泥的排放,將磷去除。
在(zài)以上(shàng)三類細菌均具有去除BOD的(de)作用,但BOD的去除實際上以反硝化細菌為主。以上各種物質去除過程 可直觀地用圖所示(shì)的工藝特性曲線表(biǎo)示。汙水進入曝氣池以後,隨著聚磷菌的吸收、反硝(xiāo)化菌的利用及好氧段好氧生物分(fèn)解,BOD濃度逐(zhú)漸降低(dī)。在(zài)厭氧段,由於聚磷菌釋(shì)放磷,TP濃度逐漸升高,至缺氧段升至(zhì)*高。在缺氧段,一(yī)般認為聚磷菌既不吸收磷(lín),也不釋放磷,TP保持穩定。在好氧段,由於聚磷菌的吸(xī)收,TP迅速降低(dī)。在厭氧段和缺氧(yǎng)段,氨氮濃度穩中有降(jiàng),至好氧段,隨著硝化(huà)的進行,氨(ān)氮(dàn)逐漸降低。在缺氧(yǎng)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(de)進行,硝酸鹽濃度迅速降低。在好氧段(duàn),隨著硝化的進行,NO3-N濃度逐漸升高。
2、AAO工藝參數和影響因(yīn)素
A-A-O生物脫氮除磷的功能是有機物(wù)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(zhǒng)功能的要求。如能有效去除脫氮或除磷,一(yī)般也能同時高效地去除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(zhǔ)要原因。
1)F/M和SRT
完全的生物硝化,是(shì)高(gāo)效生物脫氮的前提,因而F/M越低SRT越高,脫氮效率越高,而生除磷則要(yào)求高(gāo)F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除(chú)磷是運行較靈活的(de)一種工藝,可以以(yǐ)脫氮(dàn)為重點,也可以以除磷(lín)為重點,當然也(yě)可以二者兼顧。如果既(jì)要求一定的脫氮效果,也要求一定的除磷效果(guǒ),F/M一般控製在0.1~0.18kgBOD5/(kgMLVSS•d),SRT一般應控(kòng)製在8~15天。
2)水(shuǐ)力停留時間
水力停(tíng)留時(shí)間與(yǔ)進水濃度、溫(wēn)度等因素有關。厭氧段水(shuǐ)力(lì)停留時(shí)間一(yī)般在1~2小時範圍;缺氧段水力停留時間1.5~2小時;好氧段(duàn)水力停留時間一般(bān)應在(zài)6小時。
3)內回流與外回(huí)流
內回(huí)流比r一般在200~500%之間,具體取決於進水TKN濃度,以及所要求脫氮效率,一般認為,300~500%時脫(tuō)氮效率*佳。外回流比R一般在50~100%的範圍內(nèi),在保證(zhèng)二(èr)沉池不發生反(fǎn)硝化及二次釋放磷(lín)的前提下,應使R降至*低(dī),以免將大多的NO3-N帶回厭氧段,幹擾磷的釋放,降低除磷效(xiào)率。
4)溶解氧DO
厭氧段DO應控製在0.2mg/l以(yǐ)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。
5)COD/TKN與COD/TP
對於生(shēng)物脫氮來說,COD/TKN應(yīng)大(dà)於4.0,而生物(wù)除磷則要求COD/TP大於20。如果不能滿足上述(shù)要求(qiú),應向汙水中投加有機物。為了提高COD/TKN值,宜投加甲(jiǎ)醇做營(yíng)養源,為了提高COD/TP值,宜投加乙酸等低級脂肪酸(suān)。
6)PH和堿度
A-A-O生物除磷脫氮係統中,汙泥(ní)混合液的PH應控製在7.0之上,如果(guǒ)PH小於6.5時,可提高堿(jiǎn)度。
7)溫度的影響
溫度越高,對生物脫氮(dàn)越有利,當溫度低於15℃時,生物脫氮效(xiào)率將明顯下(xià)降。而當溫度下降時,則極可(kě)能對除磷有利(lì)。
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業(yè)廢水(shuǐ)入(rù)處(chù)理係統後,如果超過(guò)一定的濃度,會導致活(huó)性汙泥中(zhōng)毒,會使某些(xiē)生物活性受到抑製。反硝化細菌和聚磷菌對毒物及抑(yì)製物質的反應(yīng),同傳統活性汙泥係(xì)統的汙泥基本一致,其中毒或抑製劑量見下表(biǎo)。與異養菌類相比,硝化細菌更(gèng)易受到(dào)毒物抑製。一(yī)些對(duì)異養菌無毒的物質會對硝化細菌形成抑製。而同一種抑製(zhì)物質,在某一濃度水平下(xià),對異養菌無毒性(xìng),而對硝化細菌卻可能(néng)有抑製作用。
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(tuō)氮效果好時(shí),則除磷效果較差,反之亦(yì)然,很難同時獲得好的脫氮(dàn)除磷(lín)的效果,所以特對(duì)A2/O工藝提出改進措施,以提高該工藝(yì)的整體處理效果。
1)在設計和運行(háng)中(zhōng),保證汙泥回流比為(60~100)%,一般回流到厭氧段的汙泥回(huí)流比為(10~20)%,其餘的則回流到缺氧段。這樣就減少了進入到厭氧段的硝(xiāo)酸鹽(yán)和溶解氧量,*大限度地維持了其厭氧環境,同時又保證(zhèng)了所需的汙泥濃度。
2)原汙水應能同時(shí)進入到厭氧(yǎng)段和缺氧(yǎng)段,據脫氮除磷(lín)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流量。有關研究表明,如要獲得較高的(de)脫氮除磷效果,可按1/3汙水流(liú)入缺氧段來(lái)設計。
3)回流汙泥的提升用潛汙泵(bèng)代替螺旋泵,同時(shí)回流汙泥和(hé)汙水(shuǐ)進入厭氧段(duàn)和缺氧(yǎng)段均采用淹沒(méi)式入流,以減少複氧。
4)厭氧(yǎng)段和缺氧段(duàn)水下攪拌器的功率一般按3~5W/m3來(lái)設計過大則會在池內產生渦(wō)流,導致混合(hé)液溶解(jiě)氧(yǎng)升高,影響脫氮除磷效果(guǒ);但(dàn)攪拌功率(lǜ)過小則混(hún)合液中的汙(wū)泥可能沉積下來。
5)取(qǔ)消消化(huà)池,將剩餘汙泥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程中磷被重新釋(shì)放和溶出,影響磷的去除效果。
6)A2/O工藝(yì)的汙泥齡取值應兼顧(gù)脫氮除磷二方(fāng)麵的(de)要求,一般汙泥齡為15~20d為宜。
7)混(hún)合液回流比的取值應兼顧A2/O工藝脫氮率要(yào)求較高(gāo)和降(jiàng)低運行費用二個方(fāng)麵,一般(bān)取(300~400)%為宜,此時脫氮率可達70%以上,運行費用也不會太高。如果將缺氧池和好氧池(chí)設計成同心圓式,外圓為環形好氧池,采用轉(zhuǎn)刷曝氣(qì)推流;同心圓的中間是(shì)圓形缺(quē)氧反(fǎn)硝化池,用潛水攪拌器攪拌推流。
從厭氧段出來的混合液通過缺氧池圓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(yǎng)段,混合液(yè)的回流(liú)量由控製旋(xuán)轉門的開啟度來調(diào)節,使回流混合液不(bú)需用(yòng)泵提升,大大節(jiē)約了能耗(hào),又保證了較高的脫氮率(lǜ)。我國昆(kūn)明第二汙水(shuǐ)廠就是采用該種結構,效果良好。
8)A2/O工藝設計(jì)中,要取得較(jiào)好的處理效果和(hé)比較靈活的運行(háng)條(tiáo)件,一般采用設計參數:厭氧段汙(wū)泥負荷率>0.10kgBOD5/kgMLSS·d;厭(yàn)氧段進水S-P/S-BOD5<0.06;缺(quē)氧段C/N>6。
好氧段汙泥負荷(hé)率<0.10kgBOD5/kgMLSS·d;好氧段TKN/MLSS<0.15kgTKN/kgMLSS·d。
9)A2/O工藝(yì)中水力停留時間一般為6~8h,三段水力停留時間適宜的(de)比例(lì)為厭氧∶缺氧∶好(hǎo)氧=1∶1∶(3~4)