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1、A2/O 及变形工艺,1,一、A2O anaerobic-anoxic-oxic工艺简介,传统的活性污泥法氨氮的处理率仅为 20%30%, 但氨氮对水体的危害很大,消耗受纳水体中的氧, 使水中的溶解氧急剧下降, 出现亏氧, 使水变质, 造成恶臭。导致水体富营养化, 促使藻类等水生植物过盛繁殖生长, 使水 质恶化。使水产类动物中毒, 其致死浓度为 0.33.0mg/L。影响饮用水的消毒。水中氨与氯反应, 生成氯胺, 降低了消 毒的效率。水中的氨对铜质设备造成腐蚀。在未经处理的的焦化废水中, 氮以有机氮和氨态氮为主要存在方式。,氨氮对水体的污染危害主要有以下方面:,2,一、A2/O anaerob
2、ic-anoxic-oxic工艺简介,A2/O工艺是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，它是厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%95%，总氮为70%以上，总磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。但A2/O工艺的基建费和运行费均高于普通活性污泥法，运行管理要求高,3,AAO生物脱氮除磷工艺,氨化、放磷,脱氮,除BOD、硝化、吸收磷,内回流（200）,该处理系统出水中磷浓度基本可达到1mg/L以下， 将氨氮硝化为硝酸氮,然后经反硝化转化为氮气,逸入大气中,氨氮也可达到8mg/L以下,4,NO3-N,A2/O主
3、要污染物去除变化曲线图,5,二、A2O脱氮除磷工艺性能特点,A2O脱氮除磷工艺设计参数,6,三、 A2O工艺的影响因素,厌氧段 如果污水中能快速生物降解的有机物很少，厌氧段中聚磷菌则无法正常进行磷的释放，导致好氧段也不能更多地吸收磷。经实验研究，厌氧段进水溶解性磷与溶解性BOD5之比应小于 0.06才会有较好的除磷效果。,1、 污水中可生物降解有机物对脱氮除磷的影响,缺氧段 当污水中的BOD5浓度较高，又有充分的快速生物降解的溶解性有机物时，即污水中C/N比较高，此时NO3-N的的反硝化速率最大，缺氧段的水力停留时间HRT为 0.5-1.0h即可；如果C/N比低，则缺氧段HRT需2-3h。对于
4、低BOD5浓度的城市污水，当C/N较低时，脱氮率不高。一般来说，污水中COD/KN大于 8 时，氮的总去除率可达 80%。,7,三、 A2O工艺的影响因素,A2/O工艺系统的污泥龄受两方面影响，一方面是受硝化菌世代时间的影响，即c比普通活性污泥法的污泥龄长一些；另一方面，由于除磷主要是通过剩余污泥排除系统，要求A2/O工艺中c又不宜过长。权衡这两个方面，A2/O工艺中的c一般为 1520d.,2、 污泥龄c的影响,8,三、 A2O工艺的影响因素,在好氧段，DO升高，NH4+-N的硝化速度会随之加快，但是，DO并非越高越好。因为好氧段DO过高，则溶解氧会随污泥回流和混合液回流带至厌氧段与缺氧段，
5、造成厌氧段厌氧不完全，而影响聚磷菌的释放和缺氧段的NO3-N的反硝化。所以好氧段的DO应为 2mgL-1左右。太高太低都不利。对于厌氧段和缺氧段，则DO越低越好，但由于回流和进水的影响，应保证厌氧段DO小于 0.2mgL-1，缺氧段DO小于 0.5mgL-1。,3、溶解氧（DO）的影响,9,三、 A2O工艺的影响因素,在好氧池，Ns应在 0.18 kg BOD5/（kgMLSSd）之下，否则异养菌数量会大大超过硝化菌，使硝化反应受到抑制。而在厌氧池，Ns应大于 0.10 kg BOD5/(kgMLSSd），否则除磷效果将急剧下降。所以，在A2/O工艺中其污泥负荷率Ns的范围狭小。,4、污泥负荷
6、率Ns的影响,过高浓度的NH4+-N对硝化菌会产生抑制作用，所以KN/MLSS负荷率应小于0.05kg KN/（kgMLSSd），否则会影响NH4+-N的硝化。,5、KN/MLSS 负荷率的影响,10,三、 A2O工艺的影响因素,脱氮效果与混合液回流比有很大关系，回流比高，则效果好，但动力费用增大，反之亦然。A2/O工艺适宜的混合液回流比一般为 200%。一般，污泥回流比为 25%-100%，太高，污泥将带入厌氧池太多DO和硝态氧，影响其厌氧状态（DO0.2mgL-1），使释磷不利；如果太低，则维持不了正常的反应池内污泥浓度 2500-3500 mgL-1，影响生化反应速率。,6、污泥回流比和
7、混合液回流比,11,四、 A2O工艺设计参数,水力停留时间：厌氧、缺氧、好氧三段总停留时间一般为 68h，而三段停留时间比例：厌氧：缺氧：好氧等于 1：1：（34）。污泥回流比：25%100%。混合液回流比：200%。有机物负荷：好氧段：0.10 kgBOD5/（kgMLSSd）。好氧段：KN/MLSS4；厌氧段进水：P/BOD50.06。污泥浓度为 30004000 mgL-1。溶解氧：好氧段：DO=2 mgL-1；缺氧段：DO0.5 mgL-1；厌氧段：DO0.2 mgL-1；硝酸态氧0。硝化反应氧化 1g NH4+N需氧 4.57g，需消耗碱度 7.1g（以CaCO3计）。反硝化反应还原
8、 1g NO x-N将放出 2.6g氧，生成 3.57g碱度（以CaCO3 计），并消耗 1.72gBOD5。pH 值：好氧池：pH=7.08.0；缺氧池：pH=6.57.5； 厌氧池：pH=68。水温：1318时其污染物质的去除率较稳定。污泥中磷的比率为 2.5%以上。,12,计算,（1）选定总的水力停留时间及各段的水力停留时间。（2）求总有效容积 V 和各段的有效容积。（3）按推流式设计，确定反应池的主要尺寸（4）计算剩余污泥量（5）需氧量计算与A1/O相同，曝气系统布置与普通活性污泥法相同。（6）厌氧段、缺氧段都宜分成串联的几个方格，每个方格内设置一台机械搅拌器，一般采用叶片式浆板或推流
9、式搅拌器，以保证生化反应进行，并防止污泥沉淀。所需功率按 35W/m3污水计算。,四、 A2O工艺设计参数,13,四、 A2O工艺设计参数,工程实例,14,五、 A2O脱氮除磷工艺运行管理,1、活性污泥的培养,曝气池水温应保持在 2530之间 ；开始培养时曝气池COD达到 500700mg/L，磷盐浓度控制在5mg/L 左右；曝气量要适当调小或间隔曝气,控制好溶解氧在 12mg/L ， 只要泥不沉就行；隔一天换一定量的水，做好活性污泥量的比较工作, 看看泥量是否增加；定期监测出水COD、污泥沉降比，观察污泥的生长情况和活性；,进行镜检工作。如果观察到大量的透明状的细菌, 说明这时的细菌很活跃,
10、 但还没有形成活性污泥, 因为没有结合好。在以后发现了菌胶团且沉降性能好, 此时说明活性污泥培养成功。,15,2、活性污泥的驯化,污泥经过约一周低浓度的培养后, 通过检测可以看出, 好氧池中的亚硝酸盐逐渐减少, 随之大量的硝酸盐出现, 标志自养型硝化菌培养成熟,厌氧缺氧池的挂膜条件成熟。,16,好氧池污泥沉降比达到 3040 时, 池内菌种主要以异养型细菌为主,而反硝化主要是以自养型硝化菌为主。自养型硝化菌一般在有机物浓度较低的环境中能迅速繁殖生长, BOD5 应在 20mg/L 以内。若 BOD5 浓度过高,会使异养菌迅速繁殖, 抑制自养型硝化菌的生长。应采取以下措施以保证自养型硝化菌的繁殖
11、：降低进水中BOD5 的浓度, 一般以控制好氧池中的挥发酚、氨氮为参考依据。挥发酚控制在15mg/L 以内, 氨氮在 20mg/L 以内。控制合适的溶解氧。好氧池内溶解氧的浓度一般控制在 46mg/L以内。控制污泥在好氧池内的停留时间, 污泥在好氧池内的停留时间一般在 36h 左右。控制好好氧池的温度, 好氧池温度控制在 2230。,17,3、厌氧缺氧挂膜处理,滤床填料比表面积大, 有较大的生物膜量。既可适用于高浓度废水, 也可适用于低浓度的废水处理, 也就是说有相当大的抗冲击负荷,稳定性强。进水均匀。无需回流污水和回流污泥, 节能便于操作。生物挂膜上的剪切使老化的生物膜不断脱落, 可使膜上
12、的生物保持较高的活性。便于管理和运行。,18,4、厌氧缺氧的开启,配制好一部分废水注入厌氧池和缺氧池, COD 控制在 400mg/L 左右, 挥发酚控制在 100mg/L左右,以把水注满滤床为止。,从好氧池抽泥水进缺氧和厌氧池, 进行挂膜（投入一定量的铁粉或黄泥水, 以便污泥更好更快地吸附在膜上）,H 值对硝化菌的生长繁殖有很大的影响, 在一定的温度下, pH 在 8.08.5之间, 硝化速度可达最大值,19,五、 A2O工艺在运行管理中的常 见问题及解决方案,1、污泥膨胀引起的污泥上浮 污泥膨胀原因主要是大量丝状菌在污泥内繁殖, 使污泥松散、密度降低所致。真菌的繁殖也会引起污泥膨胀。污水中
13、如有机物质较多, 溶解氧不足, 缺乏氮、磷等养料, pH 值较低情况下,都可能引起污泥膨胀。此外, 超负荷、污泥龄过长等, 也可能会引起污泥膨胀。解决方案：针对引起膨胀的原因采取措施。如加大曝气量, 或适当降低 MLSS 值, 使需氧量减少等; 如污泥负荷率过高, 可适当提高 MLSS 值, 以降低污泥负荷。,20,2、活性污泥解絮,污泥解絮在沉淀池的表现为处理水质浑浊,沉淀池上会有死污泥上浮, 洒水后污泥不沉淀, 颜色和系统内污泥颜色相同; 也有时在处理水中无明显的活性污泥泥粒, 但 COD 值较高。当污水中存在有毒物质时, 微生物会受到抑制伤害, 净化能力下降, 或完全停止, 从而使污泥失
14、去活性。 对原废水水量及废水的 C: N、回流污泥量、空气量和排泥情况以及 SV30、MLSS、DO 等多项指标进行检查, 加以调整。当确定是污水中混入有毒物质时, 应考虑这是新的废水混入的结果,解决方案,21,3、污泥腐败引起的污泥上浮,在沉淀池可能由于污泥长期滞留而进行厌氧发酵, 产生气体附着于死的污泥块上, 从而发生大块污泥上浮的现象。 在沉淀池上安装挡泥板, 不使污泥外溢；检修刮泥机, 消除沉淀池底部的死角；对已上浮的块状污泥及时进行打捞, 避免随处理水流失,影响排水水质。,解决方案,22,4 、脱氮反应引起的污泥上浮,由于硝化池内污泥龄较长, 如果进入沉淀池的污泥含有较多的 NO3-
15、, 在沉淀池内产生反硝化, 硝酸盐被还原, 产生的氮气附于污泥上, 活性污泥的比重降低, 整块上浮。,解决方案,将供给硝化池的空气量控制在所需的范围内, 避免过度曝气 及时排泥和加大返泥量, 降低沉淀池污泥界面,23,5 、处理水 SS 浓度高造成处理水 COD 升高,由于 SS 大部分不能被活性污泥分解利用, 只能以排放剩余污泥的方式排出去。所以进水 SS 很高时, 会影响处理水 SS 浓度升高, 最终造成处理水 COD 升高。解决方案 ：当 SS 来自废水时, 应当控制废水生源的 SS 浓度, 有必要时可在废水进入系统前设置初沉池。SS 来自污泥自身时, 可能是由活性污泥絮凝性能差, 确认
16、 SV30 和 SVI 值, 观察是否有丝状菌的存在。检查污泥在沉淀池的停留时间, 确认进水量和返泥量。,24,6 、系统内的泡沫问题,主要原因：所给废水中含有大量合成洗涤剂或其他起泡物质。 其他原因：负荷过低、过高、有放线菌等 解决方案：对已产生的气泡进行洒水消泡, 减少废水中的洗涤剂的含量。根据其它原因适当控制污泥负荷和剩余污泥排放量。,25,A2/O工艺的缺点,很难同时取得好的脱氮除磷效果 。反硝化菌与聚磷菌之间存在碳源的竞争 污泥中的硝酸盐氮，亚硝酸盐氮在二沉池中发生反硝化产生的氮气附着在污泥的表面而使其污泥的沉降性能较差，出水SS升高,六、 A2/O的缺点及改良工艺,26,A2/O工
17、艺弊端的一些解决措施,避免硝酸盐氮，亚硝酸盐氮在二沉池或厌氧池反硝化 提出的工艺 从硝酸盐影响污泥释磷问题而提出的改进工艺针对碳源不足而采取的一些措施 随着 DPB（反硝化除磷细菌）的发现形成的以厌氧污泥中 PHB（兼性厌氧反硝化除磷菌）为反硝化除磷工艺,27,1、避免硝酸盐氮，亚硝酸盐氮在二沉池或厌氧池反硝化提出的工艺,Bardenpho(巴颠甫 )工艺：,在A1/O脱氮工艺的基础上又增设缺氧段和好氧段. 缺氧段能对从好氧段流入的混合液中的NO3-N在反硝化菌作用下进行反硝化脱氮，使该工艺的脱氮率高达 90%95%，而好氧段能提高出流混合液中的DO浓度，防止在沉淀池内因缺氧产生反硝化，干扰污
18、泥的沉降，从而改善沉淀池中污泥的沉降性能。,28,Phoredox 工艺（改进的Bardenpho工艺）,优点：在缺氧前增设了一个厌氧池，保证了磷的释放，从而保证了在好氧条件下有更强的吸收磷的能力，提高了除磷的效率。,缺点：污泥回流携带硝酸盐回到厌氧池会对降磷有明显的不利影响，且受水质影响较大，对于不同的污水，除磷效果不稳定。,29,2、从硝酸盐影响污泥释磷问题而提出的改进工艺,A2/O内回流较大，将大量硝酸盐带入厌氧池，当厌氧段存在大量硝酸盐时，反硝化菌会以有机物为碳源进行反硝化，等脱氮完全后才开始磷的厌氧释放，这就使得厌氧段进行磷的厌氧释放的有效容积大为减少，从而使得除磷效果较差.,30,
19、UCT ( University of Cape town) 脱氮除磷工艺,工艺流程 ：,UCT工艺将回流污泥首先回流至缺氧段，带回的NO3-N 在缺氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧段出流混合液部分再回流至厌氧段，使得厌氧池的硝酸盐浓度很低，这样就避免了NO3-N对厌氧段聚磷菌释磷的干扰，既提高了磷的去除率，又对脱氮没有影响，该工艺对氮和磷的去除率都大于70 %。,适用条件： 当入流污水的BOD5/TN或BOD5/TP较低时,为了防止NO3-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,此时就应采用UCT工艺。,31,MUCT 脱氮除磷工艺,工艺流程 ：,M
20、UCT 工艺将 UCT 工艺的缺氧段一分为二,使之形成二套独立的混合液内回流系统.,32,MUCT 脱氮除磷工艺,深圳市南山污水处理厂工艺流程,33,改进的 MUCT 脱氮除磷工艺,工艺流程 ：,34,VIP 脱氮除磷工艺,工艺流程 ：,35,在传统A2/O工艺的厌氧池之前增加了预缺氧池,二次沉淀池的污泥回流至预缺氧池,回流液挟带的硝酸盐在预缺氧池中得到反硝化,降低了回流污泥中硝酸盐对厌氧释磷的影响,对除磷有利 。,JHB 脱氮除磷工艺,36,3、针对反硝化碳源不足的解决措施,投加甲醇、乙醇、乙酸等或易生物降解的碳源 不设置初沉池或者缩短初沉池的水力停留时间，可以使沉砂池中部分有机物直接进入生
21、化系统中 改变传统 A2/O 工艺空间布局,37,缺氧区位于工艺系统首端,优先满足反硝化碳源需求,强化了处理系统的脱氮功能；省去污泥内回流所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程,具有“群体效应”，提高了处理系统的除磷能力缩短初沉池停留时间；运行管理方便,占地面积减少。,倒置 A2/O 脱氮除磷工艺,38,分点进水倒置A2/O 脱氮除磷工艺,工艺流程 ：,39,多模式A2/O 脱氮除磷工艺,工艺流程 ：,40,4、以 PHB（兼性厌氧反硝化除磷菌）为主体的反硝化除磷工艺,反硝化除磷脱氮是指在厌氧/缺氧环境交替运行的条件下，PHB 能够利用 O2 或 NO3-N 作为电子受体，通过它们
22、的代谢作用同时完成过量吸磷和反硝化过程而达除磷脱氮的目的 。优点：避免了碳源的争夺、节约曝气成本、产泥少、反应器小,41,A2N 为代表的双泥反硝化除磷工艺,工艺流程 ：,42,NPR 脱氮除磷工艺,工艺流程 ：,为避免硝酸盐氮，亚硝酸盐氮在二沉池或厌氧池反硝化影响除磷效果，有关学者开发的 NRP 脱氮除磷新工艺。,43,5、OWASA 工艺,南方许多城市的城市污水BOD5浓度往往较低,造成城市污水中的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工艺这一缺点,OWASA工艺(见图)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清液含大量挥发性脂肪酸,将此上清液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,促进磷的释放与NO3-N反硝化,从而使脱氮除磷效果得到提高。,44,
