傳統(tǒng)活性汙泥(ní)法是(shì)應用*早的工藝,它去除有機(jī)物(wù)的效率(lǜ)很高,近20年來,水體(tǐ)富營養化的危害越來越嚴重,去除(chú)氮、磷列(liè)入了汙水處理的目標,於(yú)是出現了活性汙泥法的改進型(xíng)AO工藝和AAO工藝。AO工藝有兩(liǎng)種,一種是用於除磷的厭氧(yǎng)—好氧工藝,一種是用於脫氮的缺氧—好氧工藝;AAO工藝則是既脫氮又除磷的工(gōng)藝。
1、AAO工藝(yì)原理及過程
A-A-O生物脫氮除(chú)磷工(gōng)藝是傳統活性汙泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。在該工(gōng)藝流程內,BOD、SS和以各種形式存在的氮和(hé)磷將一並被去除。該係統的活性(xìng)汙泥中,菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷(lín)菌組成,專性厭氧和一般專性好(hǎo)氧菌群均基本被工藝過程所淘汰。在好氧段,硝化細菌將(jiāng)入流中的氨氮(dàn)及由有機氮氨(ān)化(huà)成的氨氮,通過生物硝化作用,轉化(huà)成硝酸鹽;在缺氧段(duàn),反硝化細(xì)菌將內(nèi)回流帶入的硝酸鹽通過生物反(fǎn)硝化作(zuò)用,轉化成氮氣逸入大氣中,從而達到脫(tuō)氮的目的;在厭氧段,聚磷菌釋放磷,並吸(xī)收低級脂肪(fáng)酸等易降解的(de)有機物;而在好氧段(duàn),聚(jù)磷菌超(chāo)量吸收(shōu)磷,並通過(guò)剩餘汙泥的排放,將磷去除。
在(zài)以(yǐ)上三類細菌(jun1)均具(jù)有去除BOD的作用,但(dàn)BOD的去除實際上以反硝化細菌為主。以上各(gè)種物質去除過程 可直觀地用圖所示的工藝特性曲線表示。汙水進入曝氣池以後,隨著(zhe)聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段好氧生物分解(jiě),BOD濃度逐漸降低。在厭氧段,由於聚磷菌釋放磷,TP濃度逐漸升高,至缺氧段升至*高。在缺氧段,一般認為聚磷(lín)菌既不吸收磷,也不釋放磷,TP保持穩定。在好氧段,由於聚磷菌的吸收,TP迅速降低(dī)。在厭氧段和缺氧段,氨氮濃度穩中有(yǒu)降,至好氧(yǎng)段,隨著硝化的進行,氨氮逐漸降低。在缺氧段,NO3-N瞬間升高,主要是由於內回流帶入大量(liàng)的NO3-N,但隨著反(fǎn)硝(xiāo)化的進行,硝酸鹽濃(nóng)度(dù)迅速降低。在好氧段,隨著硝化(huà)的(de)進(jìn)行,NO3-N濃度逐漸升高(gāo)。
2、AAO工藝參數和影響因素
A-A-O生物脫氮(dàn)除磷的功能是有機物去除、脫氮、除磷三種功能的(de)綜合,因而其工藝參數(shù)應同(tóng)時滿(mǎn)足各種(zhǒng)功能的要求。如能有效去除脫氮(dàn)或除磷,一般也能同時高效地去除BOD,但除(chú)磷和脫氮往往是相互矛盾的,具(jù)體體現在某些參(cān)數上,使這些參數隻能局(jú)限在某一狹窄的範圍內,這是A-A-O係(xì)統工藝控製較為複雜的主要原因。
1)F/M和SRT
完全的生物硝化,是高(gāo)效生物脫氮的前提,因而F/M越低SRT越高,脫氮效率越高,而生除磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物(wù)脫(tuō)氮除磷是運行較靈活的一種(zhǒng)工(gōng)藝,可以以脫氮為重(chóng)點,也(yě)可以以除磷為重點,當然也可(kě)以二者兼顧。如果既要求一定的脫氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般控製在0.1~0.18kgBOD5/(kgMLVSS•d),SRT一般(bān)應控製在8~15天。
2)水力停留時間
水力停(tíng)留時(shí)間與進水濃度、溫度等因素有關。厭氧段(duàn)水力停(tíng)留時間一般在1~2小時範圍;缺氧段水力(lì)停(tíng)留時間1.5~2小時;好氧段水力停留時間一般應在6小(xiǎo)時。
3)內回流與外回流
內回流比r一般在200~500%之間,具體取決於進水TKN濃度,以(yǐ)及所要求脫氮效率,一般認為,300~500%時(shí)脫氮效率*佳。外回流比R一般在50~100%的範圍內,在保證二沉池不發生反硝(xiāo)化及二次釋放磷的前提下,應使R降至*低,以免將大多的NO3-N帶回厭(yàn)氧段,幹擾磷(lín)的釋放,降低除磷效率。
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(yǎng)段DO應控製在2~3mg/l之間。
5)COD/TKN與COD/TP
對於生物(wù)脫氮來說,COD/TKN應大於4.0,而生(shēng)物除磷則要(yào)求COD/TP大於20。如果不能滿足上述要求,應向汙水中投加有機物。為(wéi)了提(tí)高COD/TKN值,宜投加甲醇做營養源,為了提高COD/TP值,宜投加乙酸(suān)等低級脂肪酸。
6)PH和堿度
A-A-O生(shēng)物除磷脫氮係統中,汙泥混合液的PH應控製在7.0之上,如果PH小於6.5時,可(kě)提高堿度。
7)溫(wēn)度的影(yǐng)響
溫度(dù)越(yuè)高,對生物脫氮越有利(lì),當溫度低於15℃時,生(shēng)物(wù)脫氮(dàn)效(xiào)率將明顯下降。而當溫度下降時,則極可能對除磷有(yǒu)利。
8)毒物及抑(yì)製物質
某些重金(jīn)屬(shǔ)離子、絡合陰離子及一些有機物隨著工業廢水入(rù)處理(lǐ)係統後,如果超過一定的濃度,會導致活性汙泥中(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(duì)毒物及抑製物質的反應,同傳統活性汙泥係統的汙泥基本一致,其中毒或抑製劑量見(jiàn)下表。與(yǔ)異養菌類相比,硝化細菌更易受到毒物抑製。一些對(duì)異養菌無毒的物(wù)質會對(duì)硝(xiāo)化細菌形成抑(yì)製。而同一種抑製物質,在某一濃度水平(píng)下,對異養菌無毒性,而(ér)對硝化細菌卻可能有抑製作用。
3、提高(gāo)AAO工藝(yì)處理效(xiào)果的經驗總結(jié)
一般A2/O工藝流程當脫氮效(xiào)果好時,則除磷效果較差,反之(zhī)亦然,很難同(tóng)時獲得好的脫氮除磷的效果,所以特對(duì)A2/O工藝提出(chū)改進措施(shī),以提高該工藝(yì)的整體處理效果。
1)在(zài)設計(jì)和運行中,保證汙泥回(huí)流比為(60~100)%,一般回(huí)流到厭氧段的汙泥回流比為(10~20)%,其餘的則(zé)回(huí)流到(dào)缺(quē)氧段(duàn)。這樣就減少(shǎo)了進入到厭氧段的硝酸鹽和(hé)溶解氧量,*大限度地維(wéi)持了(le)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(tóng)時進入到厭氧段和缺(quē)氧段,據脫氮除磷生化反應對有(yǒu)機碳源的(de)需要,通過(guò)閘門調節其進入厭氧段(duàn)和缺氧段的汙水(shuǐ)流量。有關研究表明,如要獲得較高的脫氮除磷效果,可按1/3汙水流入缺氧段來設計。
3)回(huí)流汙泥的提升用潛(qián)汙泵代替螺旋泵,同時回流汙泥和汙水進入厭(yàn)氧段和缺氧段均采用淹沒式入流,以減少複氧。
4)厭氧段和(hé)缺氧段水下攪拌器的功率一般按3~5W/m3來設計過大則會在(zài)池內(nèi)產生渦流,導致混合液溶解氧升高,影響脫氮除磷效果(guǒ);但攪拌功(gōng)率過小則混合液中(zhōng)的汙泥可能沉積下來。
5)取(qǔ)消消化池,將剩餘汙泥直接經濃縮壓濾(lǜ)成泥(ní)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放和(hé)溶出,影響(xiǎng)磷(lín)的去(qù)除效果。
6)A2/O工藝的汙泥齡取值應兼顧脫氮(dàn)除磷二方麵的要求(qiú),一般汙泥齡為15~20d為宜。
7)混(hún)合(hé)液回流比的(de)取值應兼顧A2/O工藝脫(tuō)氮率要求較高和降低(dī)運行費用(yòng)二個方麵,一般取(300~400)%為宜,此時脫氮(dàn)率可達70%以上,運行(háng)費用也不會太高。如(rú)果將缺氧(yǎng)池和好氧池設計成同心圓式,外圓為環形(xíng)好氧池,采用轉(zhuǎn)刷曝氣推流;同心圓的中間是圓形缺氧反硝化池,用潛水攪拌(bàn)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(shàng)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氧段,混合液的回流量由(yóu)控製旋(xuán)轉門的開啟度來調節,使回流混合液不需用泵提升,大大節約了能耗(hào),又保證了較高的脫氮率。我國昆明第二汙水廠就是采用該種結構,效果良好。
8)A2/O工藝設計中,要取得較好的處理效(xiào)果和比較靈活的運行(háng)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(shuǐ)力停留時間適(shì)宜的比例為厭氧∶缺氧∶好氧=1∶1∶(3~4)