低碳源_低能耗型改良A_2_O工艺的脱氮除磷研究
A2O-MBNR联合工艺脱氮除磷性能研究的开题报告
A2O-MBNR联合工艺脱氮除磷性能研究的开题报告
一、题目背景
随着城市化进程的加速和经济发展的快速推进，城市污水排放量和污染物排放浓度逐年递增，对水资源的保护和环境的改善提出了更高的要求。
氮、磷在污水中是主要的营养物，但也是造成水体富营养化和水环境恶化的主要因素，因此要求脱氮除磷成为了城市污水处理的必备环节。
目前，常见的污水处理工艺中，A2O和MBNR工艺都具有较高的脱氮除磷效果，经过一定的改进和组合，可以更好地应对污水处理领域的挑战。
对A2O-MBNR联合工艺进行研究和优化，可以进一步提高工艺的脱氮除磷性能，为污水处理行业的发展提供更多的技术支持。
二、研究内容
本次开题报告计划研究A2O-MBNR联合工艺的脱氮除磷性能，具体包括以下内容：
1. A2O-MBNR联合工艺的研究现状及发展趋势分析，提出研究思路和方法；
2. 搭建实验平台，利用模拟污水，采集数据并分析污水的性质、水质指标等；
3. 研究不同条件下A2O-MBNR联合工艺的脱氮除磷效果，包括不同操作温度、进水C/N、HRT等条件对工艺性能的影响；
4. 通过实验数据分析，对优化方案进行讨论和提出改进意见。
三、研究意义
1. A2O-MBNR联合工艺的研究可以进一步提高污水处理效率，改善水体环境，推动城市可持续发展；
2. 本研究可以为城市污水处理行业提供更多技术支持，优化现有处理工艺，降低处理成本，提高效率和品质；
3. 本研究还可以为相关领域的科研人员提供有关脱氮除磷技术的重要参考依据。
A2O工艺的研究进展-----自己总结的
A2/O工艺的研究进展1 前言近年来，我国城镇污水处理率不断提高，但是由氮磷污染引起的水体富营养化问题不仅没有得到解决，而且有日益严重的趋势。
因此水体富营养化问题的加剧对氮、磷的去除提出了严格的要求，可见，污水处理的主要矛盾已由有机污染物的去除转变为氮、磷污染物的去除。
我国对城镇污水处理厂的出水标准越来越高，特别提高了氮磷的标准，因此许多已建的城镇污水处理厂需要升级改造，增加设施去除污水中的氮、磷污染物，以达到国家规定的排放标准，新建的污水处理厂则须按照新标准进行建设。
目前，对污水生物脱氮除磷的机理、影响因素及工艺等方面的研究已是一个热点，并以提出了一些新工艺和改良工艺。
对于脱氮除磷工艺，今后的发展要求不仅仅局限于较高的氮磷去除率，而且要求处理效果稳定、可靠、工艺控制调节灵活、投资运行费用节省[1]。
目前，生物脱氮除磷工艺正向着这一简洁、高效、经济的方向发展。
A2/O工艺由于具有同时脱氮和除磷的功能，相对于其他同步脱氮除磷工艺具有构造简单、总水力停留时间短、运行费用低、控制复杂性小、不易产生污泥膨胀等优点，是传统活性污泥污水处理厂改建为具有脱氮除磷功能的污水处理厂时最佳的备选工艺，目前A2/O工艺及其变形脱氮除磷工艺在我国拥有50%以上的市场，是处理城市污水的主要工艺[2-3]。
2 A2/O工艺的发展1932年开发的Wuhrmann工艺是最早的脱氮工艺(见图1)，流程遵循硝化、反硝化的顺序而设置。
由于反硝化过程需要碳源，而这种后置反硝化工艺是以微生物的内源代谢物质作为碳源，能量释放速率很低，因而脱氮速率也很低。
此外污水进入系统的第一级就进行好氧反应，能耗太高；如原污水的含氮量较高，会导致好氧池容积太大，致使实际上不能满足硝化作用的条件，尤其是温度在15℃以下时更是如此；在缺氧段，由于微生物死亡释放出有机氮和氨，其中一些随水流出，从而减少了系统中总氮的去除。
因此该工艺在工程上不实用，但它为以后除磷脱氮工艺的发展奠定了基础[4]。
A2O工艺 (2)
改良A2/O工艺
微生物利用10%进水中的有机底物去除回流污泥中的硝态氮，消除硝态氮对后续厌氧池释磷的干扰。
*
改良A2/O工艺
在厌氧段增加了预缺氧段，克服了传统A2/O工艺的固有弊端，在 预缺氧段，微生物利用从沉淀池输送过来的15%的污水提供的碳 源对来自二沉池的回流污泥中的硝酸盐进行反硝化，将硝态氮还 原为氮气，消除了回流污泥中的硝酸盐对后续厌氧段聚磷菌的释 磷的干扰，从而保证了除磷的效果。
2、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。
A2O工艺特性曲线
工艺影响因素
1.污水中可生物降解有机物的影响 2.污泥龄 3.DO的影响 4.有机物负荷率的影响 5.污泥回流比与混合液回流比的影响
A2O脱氮除磷工艺设计参数
工艺名称
污泥泥龄SRT/d
悬浮固体浓度MLSS/(mg·L-1)
停留 时间/h
A²/O工艺流程图
进水
沉淀池
厌氧池
缺氧池
好氧池
剩余污泥
出水
内回流
污泥回流
进 气 管
首段厌氧池，流入原污水及同步进入的从二沉池回 流的含磷污泥，本池主要功 能为释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收，聚磷 菌主动吸收环境中小分子有机物，并以PHB形式在菌体内储存起来，而使污水 中BOD浓度下降；另外，但氨基氮含量没有变化。
倒置A2/O工艺
。
*
倒置A²O工艺
基于传统的脱N除P理论，在A²O工艺的基础上发展起来的 省去内回流，将缺氧区置于厌氧区前，适当加大污泥回流比 缺氧区位于厌氧区之前，硝酸盐在这里消耗殆尽，有利于微生物形成更强的吸磷动力 微生物厌氧释磷后直接进入生化效率较高的好氧环境，其在厌氧条件下形成吸磷动力可以得到更充分的利用 缺氧段位于工艺的首端，允许反硝化优先获得碳源，进一步加强了系统的脱氮能力 由于取消了内循环，倒置A²O工艺在流程上更为简捷。同时，参与回流的全部污泥均经历了完整的厌氧—好氧过程，在除磷方面具有一种“群体效应”，是十分有利的
A2O及改进工艺
一、A2/0 工艺A2/0 工艺流程简单，较易于运行管理，总的水力停留时间较短，一般缺氧区的水力停留时间为0.5~1.0 小时，泥龄也短，一般为3~5 天，使剩余污泥中磷含量高，一般为2.5% 以上。
在反硝化脱氮过程中直接利用废水中的有机物为碳源，降低了运行。
但在A2/0 工艺中，影响生物除磷的关键因子是厌氧池的污泥回流量。
因为从沉淀池回流污泥中会携带一定量的硝态氮，污泥回流量越大，携带的硝态氮越多，反硝化利用的有机物就越多，由于有机质的减少影响了厌氧释磷，从而导致除磷效果下降。
如果污泥回流量小，虽然携带的硝态氮少，但同时进入厌氧池中的聚磷菌相应减少，同样影响系统的除磷功能。
所以对A2/0 工艺来说，污泥回流比通常控制在进水流量的0.5〜1.0倍左右二、传统A2/0 工艺存在的主要问题及解决途径1 、聚磷菌和反硝化菌对碳源的竞争问题在脱氮除磷A2/0 工艺中，碳源主要消耗于释磷、反硝化和异养菌正常代谢等方面。
其中释磷和反硝化的反应速率与进入各自反应池中的易降解碳源，尤其是挥发性有机脂肪酸(VFA)的数量关系很大。
我国市政污水中易降解的有机碳源相对较低，南方城市更为明显，在A2/0 工艺中，聚磷菌优先利用进水中的碳源进行厌氧释磷，使得在后续缺氧反硝化过程中碳源不足，从而影响脱氮效果，因此在A2/0 工艺中存在释磷和反硝化因碳源不足而引发的竞争问题，针对这一问题提出了以下几种途径解决。
1.1 改变进水方式分点进水，在厌氧段和缺氧段根据实际情况合理分配分段进水流量，以便同时满足聚磷菌和反硝化菌对碳源的需要，如：中国市政工程华北设计研究院结合实际工程设计，开发应用了多点进水倒置A2/O工艺；杨殿海等开发的改良A2/O工艺(MAAO);李燕峰等研究的分点进水厌氧一多级缺氧好氧活性污泥工艺和Cha ng研究的AOAO工艺等。
将生化区的进水碳源分配给厌氧池和缺氧池来同时达到释磷和反硝化的最佳，以此解决碳源的竞争问题。
A_2_O工艺的改良与设计应用
2
该工艺 , 目前已进入施工安装阶段。在国内最近几 个大型污水处理厂项目的投标中 , 一些设计院的设 计方案也采用了该工艺。 4
结语
取消混合液回流和倒置 A O 工艺在国内
传统 A O 工艺存在的问题
在我国的长江以南地区低浓度甚至超低浓度城
2
2
取消混合液回流的中试 , 结果表明, 当污泥回流比为 150% 时对有机物和氮的去除效果同传统 A O 工艺 的相当, 而除磷效果较优。取消混合液回流最初是 基于这样的认识: 曝气池在好氧状态下也可进行一 定程度的反硝化, 如同氧化沟中进行的同步反硝化 作用。 该工艺的脱氮作用既包括曝气池中微生物的内 源反硝化 , 也包括回流污泥在厌氧区利用原水中的 有机物为碳源进行的反硝化 ( 前者所占比例很小 , 以 后者为主) 。值得注意的是 , 该试验采用的污泥回流 比较传统 A O 工艺的大 , 这应是脱氮效果好的主要 原因 : 回流污泥中的硝酸盐浓度约为混合液中硝酸 盐浓度的 1 倍左右, 对脱氮来讲 1 倍的污泥回流相 当于 2 倍的混合液回流。该工艺实际上是将污泥回 流和混合液回流合二为一, 在流程上有所减化, 使得 生产运行与管理也更直观、 简单 , 但其经济性还值得 探讨 , 因为混合液回流泵的扬程为 9. 8 kPa, 而污泥 回流泵的扬程 #49 kPa, 电耗差别显而易见。 该工艺和倒置型 A O 工艺异曲同工, 原理和流 程十分相似: 回流污泥首先同原水混合而自然形成 一个缺氧区, 污泥中的反硝化细菌利用原水中的有 机物为碳源进行反硝化 , 很快便将回流污泥中的硝 酸盐消耗掉 , 后续区段将处于严格的厌氧状态。 2 2 倒置型A O 工艺 同济大学的张波、 高廷耀等对倒置型 A O 工艺 ( 见图 2) 的 原理与特点 进行了试 验研究与 理论探 索 , 在污泥回流比为 200% 的条件下得到了更好的
《2024年倒置A2-O工艺生物脱氮除磷原理及其生产应用》范文
《倒置A2-O工艺生物脱氮除磷原理及其生产应用》篇一倒置A2-O工艺生物脱氮除磷原理及其生产应用一、引言随着城市化进程的加速和工业的迅猛发展，水环境污染问题日益严重，特别是氮、磷等营养物质的过量排放对水生态系统构成了重大威胁。
污水处理作为控制污染源的重要手段，其技术进步与优化显得尤为重要。
倒置A2/O工艺作为一种高效的生物脱氮除磷技术，因其独特的工艺流程和良好的处理效果，在污水处理领域得到了广泛应用。
本文将详细阐述倒置A2/O工艺的生物脱氮除磷原理及其在生产中的应用。
二、倒置A2/O工艺概述倒置A2/O工艺是一种改良的生物脱氮除磷工艺，其核心部分包括厌氧区（A）、缺氧区（A）和好氧区（O）。
与传统A2/O工艺相比，倒置A2/O工艺的厌氧区位于最前端，好氧区随后，最后是缺氧区。
这种特殊的排列顺序有助于提高生物脱氮除磷的效果。
三、生物脱氮原理1. 氨化作用：在厌氧区，有机氮在微生物的作用下被分解为氨态氮。
2. 硝化作用：进入缺氧区后，通过自养型硝化菌的代谢作用，将氨态氮氧化为亚硝酸盐氮，随后被进一步氧化为硝酸盐氮。
3. 反硝化作用：在好氧区的前段部分，硝酸盐在缺氧条件下通过异养型反硝化菌的作用被还原为气态氮（N2），从而实现脱氮。
四、生物除磷原理1. 聚磷菌的释放与吸收：在厌氧区，聚磷菌释放体内的磷酸盐，同时吸收有机物作为碳源。
2. 聚磷菌的生长与代谢：进入好氧区后，聚磷菌利用废水中的有机物作为碳源和能源，进行生长繁殖，并过量摄取磷酸盐储存于体内，从而实现除磷。
五、生产应用倒置A2/O工艺因其独特的工艺流程和良好的处理效果，在污水处理领域得到了广泛应用。
其生产应用主要体现在以下几个方面：1. 城市污水处理：倒置A2/O工艺能够高效地去除城市污水中的氮、磷等营养物质，降低对水环境的污染。
2. 工业废水处理：对于含有高浓度氮、磷等营养物质的工业废水，倒置A2/O工艺具有较好的处理效果，能够满足严格的排放标准。
城镇污水处理A2O工艺脱氮与除磷矛盾
A2O工艺脱氮与除磷矛盾A2O法又称AAO法，是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法），是一种常用的污水处理工艺，可用于二级污水处理或三级污水处理，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。
在传统A2O工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程，就会发生各种矛盾冲突，比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧（DO）残余干扰等。
一、传统A2O工艺存在的矛盾1、污泥龄矛盾传统A2/O工艺属于单泥系统，聚磷菌（PAOs）、反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生长于同一系统中，而各类微生物实现其功能最大化所需的泥龄不同：1）自养硝化菌与普通异养好氧菌和反硝化菌相比，硝化菌的世代周期较长，欲使其成为优势菌群，需控制系统在长泥龄状态下运行。
冬季系统具有良好硝化效果时的污泥龄（SRT）需控制在30d以上；即使夏季，若SRT＜5 d，系统的硝化效果将显得极其微弱。
2）PAOs属短世代周期微生物，甚至其最大世代周期（Gmax）都小于硝化菌的最小世代周期（Gmin）。
从生物除磷角度分析富磷污泥的排放是实现系统磷减量化的唯一渠道。
若排泥不及时，一方面会因PAOs的内源呼吸使胞内糖原消耗殆尽，进而影响厌氧区乙酸盐的吸收及聚-β-羟基烷酸（PHAs）的贮存，系统除磷率下降，严重时甚至造成富磷污泥磷的二次释放；另一方面，SRT也影响到系统内PAOs和聚糖菌（GAOs）的优势生长。
在30℃的长泥龄（SRT≈10d）厌氧环境中，GAOs对乙酸盐的吸收速率高于PAOs，使其在系统中占主导地位，影响PAOs释磷行为的充分发挥。
2、碳源竞争及硝酸盐和DO残余干扰在传统A2/O脱氮除磷系统中，碳源主要消耗于释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面，其中释磷和反硝化速率与进水碳源中易降解部分的含量有很大关系。
一般而言，要同时完成脱氮和除磷两个过程，进水的碳氮比（BOD5 /ρ(TN)）＞4～5，碳磷比（BOD5/ρ(TP)）＞20～30。
A_2O工艺处理生活污水反硝化除磷研究
1. 3 分析测试方法
试验分析方法均采用国家规定的标准方法［12］，项目包括 ρ（ COD） 、ρ（ NH4+ -N） 、ρ（ NO3－ -N） 、ρ（ NO2－ -N） 、 ρ（ PO34 － -P） 等，水样经滤纸过滤后进行分析测定． ρ（ TN） 和 ρ（ TOC） 采用 Multi NC 3000 总有机碳 / 总氮测 定仪进行测定． PHA 的测定参照文献中的方法［13］，采用高纯 N2 作为载气，气相色谱为 Agilent 6890N，色 谱柱型号为 Agilent DB －1 型． 糖原的测定采用蒽酮比色法［13］． pH 和 ρ（ DO） 采用德国 WTW-Multi-340i 便
根据物料平衡，计算系统中厌氧放磷量 G、缺氧吸磷量 U 及缺氧区除磷率 T（ 忽略微生物同化作用消
耗的磷） ，计算公式为：
厌氧放磷量 G（ mg / L）
G
=
cb
－
关键词： A2 O 工艺； 脱氮除磷； 反硝化除磷； 生活污水； 聚-β-羟基烷酸酯（ PHA） ； 糖原
中图分类号： X 703. 1
文献标志码： A
文章编号： 0254 － 0037（ 2011） 09 － 1407 － 09
为控制水体富营养化，许多国家严格限制排入天然水体的氮、磷营养元素量． 我国制定的《城镇污水 处理厂污染物排放标准》（ GB 18918—2002） 也对氮和磷提出了更为严格的要求，这就迫使我国城市污水 处理厂都应具有脱氮除磷的能力． A2 O（ 厌氧－缺氧－好氧） 工艺具有构造简单、水力停留时间短、运行费用 低、不易产生污泥膨胀、可同步脱氮除磷等优点，成为我国城市污水处理厂优选工艺之一． A2 O 工艺中的 脱氮除磷过程涉及硝化、反硝化、释磷和吸磷等多个生化反应过程； 而各个过程所需要的功能菌群、基质类 型和环境条件各不相同［1］． 其中，反硝化菌和聚磷菌对碳源的竞争将导致 A2 O 工艺在处理低ρ（ C） / ρ（ N） 污水时的脱氮除磷效率较低．
《2024年倒置A2-O工艺生物脱氮除磷原理及其生产应用》范文
《倒置A2-O工艺生物脱氮除磷原理及其生产应用》篇一倒置A2-O工艺生物脱氮除磷原理及其生产应用一、引言随着现代工业和城市化的快速发展，水体富营养化问题日益严重，其中氮、磷等营养物质的排放是主要污染源之一。
为了有效解决这一问题，各种污水处理技术应运而生。
倒置A2/O（厌氧-缺氧-好氧）工艺作为一种高效的生物脱氮除磷技术，近年来在生产实践中得到了广泛应用。
本文将重点探讨倒置A2/O工艺的生物脱氮除磷原理及其在生产中的应用。
二、倒置A2/O工艺生物脱氮原理倒置A2/O工艺是一种典型的生物脱氮技术，其核心原理是通过在不同反应区域控制氧含量和微生物活动，实现氮的去除。
该工艺主要包括厌氧区、缺氧区和好氧区三个部分。
1. 厌氧区：在厌氧环境下，污水中的挥发性脂肪酸（VFA）被聚磷菌吸收，同时释放出磷。
这一过程为后续的脱氮除磷提供了基础。
2. 缺氧区：在缺氧环境下，反硝化细菌利用上一环节中释放的硝酸盐进行反硝化作用，将硝酸盐还原为氮气，从而实现脱氮。
此过程需要提供足够的碳源，通常由前述的VFA提供。
3. 好氧区：在好氧环境下，氨化细菌将污水中的氨氮氧化为硝酸盐。
同时，好氧菌利用有机物进行同化作用，进一步降低污水中的有机物含量。
此外，好氧环境有利于聚磷菌的生长和磷的释放，最终通过沉淀的方式实现磷的去除。
三、倒置A2/O工艺生物除磷原理除磷主要依靠聚磷菌在好氧环境下的过度摄磷行为。
在厌氧区，聚磷菌释放出体内的磷，并吸收VFAs等有机物。
随后在好氧区，聚磷菌过度摄取磷，同时将之前吸收的有机物作为能量来源进行生长繁殖。
这样，磷就被聚集在污泥中，最终通过污泥排放实现除磷。
四、倒置A2/O工艺的生产应用倒置A2/O工艺因其高效、稳定的脱氮除磷效果，被广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理等领域。
在实际生产中，该工艺能够适应不同来源、不同浓度的污水，具有较强的抗冲击负荷能力。
同时，通过优化运行参数，如进水比例、回流比等，可以进一步提高处理效果，降低运行成本。
A2-O工艺反硝化除磷的实现及性能的研究
A2-O工艺反硝化除磷的实现及性能的研究A2/O工艺反硝化除磷的实现及性能的研究摘要：反硝化除磷技术是目前污水处理领域的一项重要技术，可以有效地处理含有高浓度氮和磷的废水。
本文通过研究A2/O工艺中的反硝化除磷机制，分析了该技术的实际应用及其性能表现。
研究结果显示，A2/O工艺反硝化除磷具有高效去除氮磷的特点，同时还具备适应性强、操作稳定等优点。
本文着重介绍了该技术的关键步骤、工艺参数及控制策略，为实际工程应用提供了一定的参考。
第一章引言反硝化除磷技术是指通过细菌的代谢途径，将废水中的硝酸盐和磷酸盐转化为氮气和固体磷，从而实现废水兼顾脱氮和除磷的目的。
该技术在污水处理领域得到广泛应用，对保护水体环境、提高水质具有重要意义。
第二章 A2/O工艺反硝化除磷机制A2/O工艺是一种常用的生化处理方法，其主要通过好氧、缺氧和厌氧三个阶段的处理来实现废水的除磷和脱氮。
在A2/O工艺中，磷一般是在好氧区进行除磷，而反硝化作用则发生在缺氧和厌氧区。
由于硝化和反硝化反应同时进行，因此可以实现废水的脱氮除磷。
第三章 A2/O工艺反硝化除磷的实际应用通过对多个中小型污水处理厂的实际应用情况进行调研，发现A2/O工艺反硝化除磷在实际处理过程中具有较好的效果。
该工艺可以快速去除氮磷，提高废水处理的效率。
此外，A2/O工艺还具备适应性强、操作稳定等优点。
第四章 A2/O工艺反硝化除磷性能研究为了进一步评估A2/O工艺反硝化除磷的性能，开展了一系列实验。
结果表明，该工艺能够在较短的时间内去除废水中的氮磷，同时能够保持较高的除磷效果。
第五章 A2/O工艺反硝化除磷的关键步骤及工艺参数通过分析A2/O工艺反硝化除磷的关键步骤和工艺参数，提出了一系列的控制策略。
这些控制策略能够改善工艺的稳定性和性能表现，并提供了一定的指导意义。
第六章结论与展望本文通过研究A2/O工艺反硝化除磷技术，表明该技术在废水处理领域具有很好的应用前景。
在未来的研究中，可以进一步优化工艺参数和控制策略，提高A2/O工艺反硝化除磷的性能表现。
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低碳源、低能耗型改良A 2/O 工艺的脱氮除磷研究杨殿海1, 宋拥好1, 谭巧国1, 杨企星2(1.同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092;2.可事托环保设备<上海>有限公司,上海200030) 摘 要: 介绍了一种新型的脱氮除磷工艺及其运行情况。
该工艺是对传统A 2/O 工艺的改进(可称为改良型A 2/O 工艺),它采用了后置反硝化系统以及厌氧池碳源分流技术和回流污泥预缺氧反硝化技术,以提高系统的脱氮除磷效果。
研究结果表明:在进水COD ≥300mg/L,T N 为40.3mg/L,TP 为3.82mg/L 时,对T N 、TP 及COD 的去除率分别可达70%、86%和88%;当COD <300mg/L 时,对TP 的去除效果较差,但对T N 和COD 的去除率仍分别可达60%和85%;试验期间,污泥沉降性能良好。
关键词: 改良型A 2/O 工艺; 脱氮除磷; 反硝化除磷中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2006)23-0018-04Research on Phosphorus and N itrogen Rem ova l by M od i f i ed A 2/OProcess w ith L ow 2carbon and L ow 2energy Con su m pti onY ANG D ian 2hai 1, S ONG Yong 2hao 1, T AN Q iao 2guo 1, Y ANG Q i 2xing2(1.S tate Key L aboratory of Pollu tion Control and R esou rce R euse,Tongji U niversity,Shanghai 200092,China;2.Corstar Environm en t Equ ip m ent L i m ited Corporation,Shangha i 200030,China ) Abstract: The modified A 2/O (MAAO )p r ocess for phos phorus and nitr ogen re moval is i m p r ovedfr om the traditi onal A 2/O technol ogy .I n order t o enhance phos phorus and nitr ogen re moval,a post posi 2ti on denitrifying syste m ,the distributary technol ogy of carbon s ource fr om the anaer obic phase and p re 2anoxic denitrifying technol ogy of recycled sludge were app lied .The results de monstrate that under the conditi on of influent COD of 300mg/L,T N of 40.3mg/L,and TP of 3.82mg/L,the re moval rates ofT N ,TP and COD are 70%,86%and 88%,res pectively .W hen the concentrati on of COD is less than 300mg/L,TP re moval becomes ineffective,but the re moval of T N and COD still reaches 60%and 85%res pectively .During the experi m ent,the sedi m entati on of sludge perfor m s effectively . Key words: modified A 2/O p r ocess; phos phorus and nitr ogen re moval; denitrifying phos phor 2us re moval 传统的生物脱氮除磷工艺(A 2/O )存在诸多问题,如脱氮与除磷之间存在碳源竞争[1],而城市污水的碳源浓度普遍较低,难以满足同时高效脱氮除磷的要求,南方城市污水低碳高氮磷的特点使这个矛盾更加突出;其次,A 2/O 工艺为了达到较好的脱氮效果,需要较高的内回流比(100%～400%),导中国城镇水网w ww .c h i n a c i t y w a t e r .o rg致运行费用较高。
针对这些问题,笔者提出了改良型A 2/O (MAAO )工艺,它通过设置后置反硝化而取消了内回流,代之以厌氧池部分碳源分流(0.4Q 左右)来提供反硝化碳源。
1 试验材料与方法MAAO 工艺的试验流程见图1。
图1 MAAO 工艺流程Fig .1 Fl ow chart of MAAO p r ocess 装置采用有机玻璃制成,由预缺氧池、厌氧池、好氧池、缺氧池和后曝气池以及沉淀池组成,其有效容积分别为1.2、3.0、6.2、3.2、2.4和6.0L 。
当系统进水流量为2L /h 时,总水力停留时间(HRT )为8h 。
厌氧池、好氧池、缺氧池和后曝气池由一个整体反应池分隔而成,这是该工艺的一个特点,它对于在不改变原污水厂水力停留时间的前提下,将原工艺改造为具有脱氮除磷功能的新工艺具有很好的指导意义。
在预缺氧池、厌氧池和缺氧池内安装搅拌器,进水、厌氧池碳源分流和污泥回流分别用3台兰格BT -300蠕动泵控制流量(在实际工程中,厌氧池的部分碳源可自流至缺氧池)。
试验期间,系统进水流量为2L /h,污泥回流比为50%,厌氧池超越至缺氧池的流量约0.4Q 。
MLSS 约为3000mg/L,好氧池的DO 为2～4mg/L,系统泥龄约为10～15d (通过排放混合液控制泥龄),控制反应器内温度在20～25℃,通过投加1mol/L 的盐酸或氢氧化钠控制pH 值在7.0～8.5。
原水取自上海市曲阳污水厂的曝气沉砂池出水,其COD 为200～550mg/L,T N 为30～45mg/L,TP 为2.5～5.5mg/L 。
接种污泥取自上海市长桥污水净化中心的污泥回流池,经过2个月的驯化培养后对COD 及其他营养物质的去除效果基本达到稳定,于是进入试验研究阶段。
试验期间,S V I 值保持在100mL /g 左右,污泥沉降性能良好。
COD 、pH 、DO 、MLSS 、NH +4-N 、亚硝酸盐氮等指标的分析方法如表1所示。
表1 水质指标的测定方法Tab .1 M easuring method of water quality index指标检测方法或仪器COD 重铬酸钾法[2]pH 便携式pH 计DO 便携式溶氧仪MLSS过滤称重法NH +4-N 纳氏试剂光度法指标检测方法或仪器NO -2-N N -(1-萘基)-乙二胺光度法NO -3-N 紫外分光光度法T N 碱性过硫酸钾消解紫外分光光度法P O 3-4-P钼锑抗光度法TP过硫酸钾消解钼锑抗光度法2 运行数据及分析211 对磷的去除系统对TP 的去除效果见图2(横坐标表示自3月1日起连续稳定运行的天数)。
图2 系统对总磷的去除效果Fig .2 TP re moval effect by modified A 2/O p r ocess 2006年3月1日—4月10日,系统的进水TP为(3.82±0.779)mg/L,出水TP 为(0.52±0.686)mg/L,平均去除率为86%。
由图2可知,从3月1日到10日以及3月20日到4月9日,系统运行稳定,对TP 的去除率基本在90%以上,而在3月10日到3月20日这段时间内,由于上海地区持续降雨,使得系统进水COD 浓度偏低,对磷的去除率有所下降,但当进水COD 浓度升高后,对磷的去除效果迅速恢复。
D.Mulkerrins 等系统地归纳了影响生物除磷的因素[3],即污水组分、挥发性脂肪酸(VF A )、阳离子(Mg 2+、K +、Ca 2+)、温度、污泥沉降性能、DO 、厌氧释磷、二次释磷、磷负荷、pH 等,其中对本系统影响较大的是污水组分,主要是COD 浓度。
试验表明,当进水COD >300mg/L 时,对磷的去除率都在90%以上;当COD 低于该值时,对磷的第23期杨殿海,等:低碳源、低能耗型改良A 2/O 工艺的脱氮除磷研究第22卷中国城镇水网w ww .c h i n a c i t y w a t e r .o rg去除率降低,甚至仅在50%左右。
系统内磷浓度的沿程变化如图3所示。
图3 系统内磷浓度的变化Fig .3 Variati on of phos phorus concentrati on in the syste m 在厌氧段,聚磷菌快速吸收底物中的挥发性有机酸并合成PHA ,同时释放出正磷,原因是回流污泥经过预缺氧池的内源反硝化后,去除了其中的硝态氮(NO -x -N ),给厌氧池创造了无分子态氧和化合态氧的纯厌氧条件,故厌氧池的释磷效果非常明显;另外有机磷在兼性菌的水解作用下转化为正磷,也导致了磷浓度升高。
在好氧段和缺氧段,聚磷菌分别以氧气和硝态氮为电子受体,通过消耗体内的PHA 过量吸收磷(磷主要在此被去除),并合成糖原[4、5]。
在后曝气池中,聚磷菌利用体内剩余的PHA 继续吸磷,使出水磷浓度进一步降低,并稳定了出水水质。
当进水COD 含量较低时,厌氧段合成的PHA 较少(好氧段和缺氧段可利用的PHA 也少),故摄磷量降低,除磷效果变差。
预缺氧段的磷浓度高于出水的,说明在该段存在磷的释放。
由于预缺氧段没有外碳源,因而聚磷分解及随后释磷所得的能量不能被用来合成PHA,为无效释磷。
预缺氧池主要用于污泥中NO -x -N 的内源反硝化,测定显示该段出水的NO -x -N 浓度很低(约0.01mg/L ),说明反硝化进行得十分完全,因而可缩短其停留时间。
针对这一现象,在研究过程中已通过减小预缺氧池的体积,使其停留时间缩短至0.35h 。
选择进水COD 浓度在300mg/L 以上的数据进行物料衡算,比较缺氧和好氧段的除磷速率。
结果表明,缺氧除磷速率是好氧除磷速率的55%。
Sa 2t oshi Tsuneda 等通过试验对AOA 型S BR 工艺、A /O型S BR 工艺及传统A 2/O 工艺的缺氧、好氧除磷速率比进行了测算[6],得出它们的比率分别是44%、13%及21%,均较笔者的低。