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江南,污水厂提标改造中A2/O工艺应用发展趋势 来源:中国给水排水-cnww1985 作 作者:马宁 （更详细内容参见《中国给水排水》第20期：污水处理厂提标改造中A2/O工艺研究进展与应
时间：2024-08-26
焦点提醒：污水厂提标革新中A2/O工艺利用成长趋向 来历:中国给水排水-cnww1985 作 作者:马宁 （更具体内容拜见《中国给水排水》第20期：污水处置厂提标革新中A2/O工艺研究进展与利用趋向，作者：北京市水科学手艺研究院流域水情况与生态手艺北京市重点尝试室 马宁、刘操、韩旭、骆虎、杨兰琴，首都师范年夜学资本情况与旅游学院 汪浩，北京市排水治理事务中间 侯达) 
作者简介：马宁（1983-），男，安徽合肥人，博士研究生学历，高级项目师，首要研究标的目的为水污染节制项目。（更具体内容拜见《中国给水排水》第20期：污水处置厂提标革新中A2/O工艺研究进展与利用趋向，作者：北京市水科学手艺研究院流域水情况与生态手艺北京市重点尝试室 马宁、刘操、韩旭、骆虎、杨兰琴，首都师范年夜学资本情况与旅游学院 汪浩，北京市排水治理事务中间 侯达) 跟着社会经济成长和环保认识提高，我国城镇污水处置厂排放尺度日趋严酷。在此时代，A2/O工艺因具有出水水质好、布局简单等特点已在我国年夜中型污水处置厂和再生水厂获得了普遍利用。论文论述了A2/O工艺针对分歧的出水水质目标和进水特征对工艺进行阶段性提标革新的经常使用手艺手段，包罗低碳氮比、低温等环境下到达一级A排放尺度的手艺办法，进一步提高再生水回用水质的A2/O-MBR工艺组合和其深度处置方案等。针对现有A2/O和其改良工艺的不足，将来A2/O工艺的首要成长趋向是基在“能源收受接管自给”的可延续脱氮除磷，同时具有对氮磷等动物养分物深度去除和内排泄干扰物高效净化的深度处置手艺需求。
1A2/O工艺的利用与挑战
据统计，A2/O和以其为根本的脱氮除磷工艺今朝在我国已占有50%以上的市场。截止到2014年1月，北京市已运营的44家万吨级以上污水处置厂中，共有11家污水处置厂采取了A2/O工艺和其改良型工艺，A2/O工艺的处置范围占北京市年污水处置能力的60.5%，此中有4家为10万吨级以上的设想运营范围，如高碑店污水处置厂、小红门污水处置厂、清河污水处置厂等。但是，A2/O工艺本身特点必定了其将面对硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在无机负荷、泥龄和碳源需求上具有着矛盾和合作, 是以难以同时实现碳、氮、磷的高效去除，并知足日趋严酷的排放限值。
2基在一级B 达标排放的A2/O工艺的难点与首要手艺办法
2.1基在一级B达标排放的A2/O工艺典型问题
污水处置厂从国标GB18918-2002二级排放尺度晋升为一级B的难度相对较低，采取A2/O工艺需处理的手艺问题也较为明白，一般经由过程对消融氧(DO)、夹杂液回流比(RN)、污泥回流比(R)和水力逗留时候(HRT)等各参数优化节制便可到达。
2.2消融氧(DO)节制
好氧池太高的DO不但会按捺硝化菌的硝化感化，并且粉碎厌氧池和缺氧池的低DO状况;太低的DO会限制硝化菌的发展率，严峻影响污水的脱氮结果。缺氧池DO转变可经由过程按捺硝酸盐还原酶的合成和活性，影响反硝化进程。初期研究者对A2/O工艺各阶段DO的节制总结得出：好氧池DO节制在2.0mg/L摆布、缺氧池DO在0.2~0.5mg/L、厌氧池DO在0.2mg/L之内为好
2.3夹杂液回流比(RN)和污泥回流比(R)的影响与选择
选择适合的夹杂液回流比(RN)和污泥回流比(R)对污水脱氮结果相当主要。RN过年夜时需要高功率的回流泵，增添能耗。反之，当RN较小时，脱氮效力下降。R太小时，厌氧池污泥负荷增添，将影响各段的生化反映效力;R过年夜则按捺聚磷菌释放磷的结果，下降总磷去除率。李明等人经由过程对A2/O工艺的研究对照得出，一般R=50%~100%，最低不成低在40%;李银波等人采取A2/O脱氮除磷工艺中尝尝验注解，RN为200%时系统处置结果最好。
2.4水力逗留时候(HRT)的影响与设定
一般来讲，耽误HRT时候有益在提高COD去除结果，但对厌氧池，太长的HRT轻易发生污泥膨胀，太短水流速度较年夜，易致使活性污泥流掉;相对好氧池，太长的HRT则使SRT缩短，影响污泥释磷结果，增添污泥排放量;较短的HRT使污水中硝化进程不充实，晦气在脱氮。李永峰等与林琳等人研究成果对照注解，HRT对TN、TP和NH3-N的去除率影响较年夜，对COD去除率影响相对较小;HRT节制在5~8h时，系统全体功能性较好。
3针对一级A达标排放的A2/O工艺的难点与首要手艺办法
3.1针对一级A 达标排放的A2/O工艺难点
出水水质进一步从一级B尺度提标至一级A尺度回用时，COD、TN、氨氮和TP要求均有所提高。在公道C/N比和非低温情况下，凡是采取A2/O工艺进行优化调试可以或许到达一级A尺度要求;但对C/N比力低或低温情况等不成控问题，仅经由过程简单工艺调试很难到达一级A水质要求。
3.2低C/N比问题和其手艺办法
按照住建部“全国城镇污水处置消息系统”数据显示，我国年夜部门城镇都面对着C/N比偏低的现象，大都城市污水中C/N比在3~4之间。在采取A2/O工艺处置低C/N值污水时，一般脱氮除磷效力不高，是以较难到达一级A尺度。今朝经常使用的处理办法首要从外加碳源和内碳源两方面动手。
①投加碳源：这是一种可以或许快速有用提高C/N值的最简单法子。为反硝化进程供给足够的碳源(如甲醇、葡萄糖、乙酸钠等)可以或许有用地提高脱氮效力，但持久投入明显增添污水处置本钱。
②投加垃圾渗滤液：陈杰明等人对重庆市某年夜型污水厂投加垃圾渗滤液弥补碳源方式进行了研究，当垃圾滤液的投配率为0.1%时，活性污泥不会遭到垃圾滤液的毒性干扰，同时可为系统增添约15%的碳源，一方面能够处理垃圾滤料的排放问题，另外一方面投入本钱低，是一种较经济适用的鉴戒。
③增设单位：池年同等人经由过程在保守A2/O工艺前端增设预缺氧池构成A-A2/O(缺氧—厌氧—缺氧—好氧)工艺得出相较在A2/O工艺脱氮除磷结果有显著的晋升;A-A2/O工艺脱氮首要在预缺氧池和缺氧池完成，且二者脱氮量相当，厌氧池则可专注在除磷，是一种降服低C/N比的有用方式。例如，东莞市华骏污水处置厂(5万吨/日)采取A-A2/O工艺，未来自二沉池的回流污泥和10%摆布的进水进入反硝化池，消弭硝态氮对厌氧池释放磷的晦气影响，强化了除磷脱氮结果，出水根基到达一级A尺度限值。
④工艺优化：将保守A2/O工艺中厌氧池与缺氧池挨次更调可构成颠倒A2/O工艺，经由过程对颠倒A2/O研究，黄理辉、张杰等人发觉缺氧段之前可以或许优先获得碳源，单元容积反硝化能力加强，反硝化结果可以或许获得有用地包管;同时，回流污泥颠末完全的吸磷和释磷进程，除磷结果也较好。广东省佛山市某污水处置厂(20万吨/日)和宁夏石嘴山市第一污水处置厂(6万吨/日)等均采取颠倒A2/O工艺对原有工艺进行进级革新和调试，包管了厌氧池的厌氧状况，强化了脱氮除磷结果，确保了出水知足国标一级A排放尺度。
⑤分段进水：经由过程分段进水的情势可有用强化系统对原水中碳源的操纵，提高对污染物的去除能力。青岛城阳污水处置厂(5万吨/日)经由过程分段进水的体例提高系统对原水中碳源的操纵率，强化了脱氮除磷能力，并成为中国环保财产协会评出的城市污水处置达一级A尺度的示范项目。改进后的生物池出水水质到达一级A 尺度根本上，天天可节流电耗约672 kW˙h。
3.3低温问题和其处理办法
今朝，低温低碳是我国年夜部门污水处置厂面对的最辣手的问题。温度对微生物细胞的滋生、生物种群的构成、活性污泥的絮凝机能、曝气池对氧的操纵效力和水的粘度等都有较年夜的影响。低温显著下降硝化菌和反硝化菌的活性，严峻影响脱氮除磷结果。
针对低温问题，颠倒A2/O工艺也可作为减缓手段之一。张智等人]对重庆市鸡冠石污水处置厂的颠倒A2/O工艺在低温脱氮除磷结果不不变的问题进行了研究，注解低温前提下将污泥浓度提高到5500~6000mg/L、好氧池DO节制在1.2mg/L摆布时，出水可以或许到达国标一级A尺度。
A2/O-BAF是今朝降服低碳氮比下的低温问题最经常使用工艺之一。经由过程后置BAF工艺，王建华等人得出A2/O-BAF工艺在低温前提下脱氮除磷可以或许同时获得杰出的结果，不但出水到达国度一级A尺度，并且A2/O段活性污泥的平均SVI 为85.4mL/g，具有杰出的沉降性。萧县城北污水处置厂(5万吨/日)在2015年采取水解酸化-A2/O-BAF工艺处置市政污水，强化了脱氮除磷结果，出水知足国标一级A排放尺度。
4针对地表水IV类回用要求的A2/O工艺的典型问题和首要手艺办法
4.1基在地表水IV类回用要求的A2/O工艺面对的挑战
为实现水体污染物减排方针、提高水资本轮回操纵率、改良河湖水情况质量和恢复水体功能，我国部门典型缺水城市(如北京市)已率先在国标根本长进一步提高对污水排放尺度，将排放尺度晋升至北京市处所尺度DB 11/809-2012(接近地表水IV类)。该尺度在COD、TN、氨氮和TP等目标加倍严酷，这对年夜部门现有污水处置厂来讲，仅经由过程简单的工艺调剂很难到达排放要求。
4.2对地表水IV类和以上回用要求的A2/O工艺采纳的首要办法
一般来讲，将污水经由过程A2/O工艺处置至地表水IV类回用要求时，不但要具有较高的脱氮除磷程度，还要求具有很高的无机污染物去除机能。在进水知足要求根本上，可采纳的整体策略是：一方面，采取现有的二级强化，特殊是新型生化强化工艺，尽量提高二级处置段的脱氮除磷能力;另外一方面，需引入深度处置工艺，特别是以膜手艺和其组合工艺为代表的深度回用水处置工艺，可将二级处置出水处置至地表水IV类或以上水质。
①A2/O-MBR和其改良工艺
固然A2/O工艺具有杰出的脱氮除磷结果，但其脱氮效力很难进一步提高。为此，Adam等一批学者提出了将A2/O与MBR相连系(A2/O-MBR工艺)的污水处置体例，不但出水水质结果好、污染物目标去除率高，并且实现了HRT与SRT之间彼此自力，很好地处理了保守活性污泥法同步脱氮除磷时二者所需污泥龄分歧的矛盾，不足是膜污染将致使保护运转本钱也响应提高。为积极响应北京市当局“污水管理三年步履方案”(2013-2015年)，北京市肖家河污水处置厂(8万吨/日)由A2/O进级革新至A2/O-MBR工艺，革新后出水水质由国标一级A尺度提高到北京市地标B尺度，首要目标知足地表IV类水体尺度。在进级革新进程中，该厂表示出诸多亮点，如占地面积小、污水处置无中断、扩建不扩地、节能型MBR手艺、紫外加臭氧氧化手艺等。
为提高A2/O工艺的脱氮除磷能力，可在一级A提标革新的根本长进一步构成颠倒A2/O-MBR和A2/O-A-MBR等组合工艺。张健君等人对颠倒A2/O-MBR中试注解，该系统具有高效的生物除磷结果，首要因为颠倒A2/O段抱负的释磷情况和MBR段膜分手对胶体形态磷的截留感化;董良飞等在A2/O根本上展开了A2/O-A-MBR工艺处置低碳源城市污水的中试研究，颠末60天的调试运转，出水已根基到达地表水IV类的回用要求，进一步提高了脱氮除磷的程度。
②A2/O-MBR+膜分手工艺
在A2/O-MBR组合工艺和其改良工艺的根本上，进一步引入膜分手单位作为再生回用的三级处置单位，能够实现污水资本化高效回用。按照深度处置膜单位本身的特点，可将二级处置出水处置至地表水IV类或以上水质。北京市翠湖再生水厂(1.3万吨/日)在保守A2/O工艺根本上增添前置或后置缺氧池，并与MBR相连系，已使得水质能够到达出水到达地表水IV类尺度;进一步将此中的0.7万吨/日的MBR出水采取超低压反渗入(DFRO)膜处置，出水水质尺度晋升至知足国标(GB3838-2002)的地表水Ⅲ类尺度，可回灌地下水或用在工业轮回用水，同时亦知足翠湖国度湿地公园补水需求。
③ A2/O-MBR+人工湿地工艺
对氮磷等部门目标偶然超标的A2/O-MBR工艺，可后续采取潜流人工湿地，阐扬动物根系接收和富氧感化、基质填料截留和微生物的分化感化，进一步去除氮磷等动物养分物，可有用保障A2/O-MBR工艺出水到达地表水IV类限值。
4.3基在再生水厂提标革新A2/O工艺将来成长趋向
截止今朝，A2/O和其改良工艺已在我国的年夜中型污水处置厂中普遍利用并对生态情况庇护发生了积极的感化。但是，我国的污水处置工艺重要方针是“去除污染物”而不是“收受接管能源”，形成了A2/O工艺和国内其他污水处置工艺近似，在现实利用中依然表示出能耗高、能源自给率低和出水需深度处置等特点。跟着污水处置厂的进一步成长，以实现“工艺能耗最小化”、“消化产能最年夜化”和“能源收受接管自给最年夜化”的可延续脱氮除磷将是A2/O工艺将来成长的首要趋向。这就要求将来污水处置厂除做好节能降耗优化和水资本可延续轮回操纵之外，还需要集中消化水解污泥、最年夜水平收受接管有效资本和提高污水处置厂能源自给率，乃至包罗在有适度外源无机废料协同处置的环境下，尽量做到能源零能耗。
在生态友爱性方面，将来污水处置厂应具有感官舒服、建筑协调、情况互通、情况友爱等方面的特点。但是，现有工艺在污水资本化操纵历程中依然难以在现实运转中实现对氮磷等动物养分物的深度去除需乞降对情况浩繁内排泄干扰物的高效净化功能，攻关研发针对此类需求的前瞻性工艺将多是提高污水处置厂出水生态友爱性的首要成长标的目的。
5总结与瞻望
①针对分歧排放水质目标和分歧污水特征的污水处置厂进级革新，A2/O工艺出水水质不变、脱氮除磷结果好、COD去除率高，一般能到达国标一级B或一级A排放要求，是今朝年夜中型污水处置厂利用最普遍的污水处置工艺。
②A2/O工艺难以经由过程简单的系统优化到达出水水质接近国标地表水IV类限值尺度，A2/O-MBR组合工艺则以其怪异的劣势在此需求上具有杰出的现实项目结果，是以将在污水处置厂革新进程中具有较好的推行潜势。
③A2/O-MBR工艺在提标革新中具有出水水质结果好、进级革新轻易等诸多劣势，但同时也具有着一些需留意的问题(如保护要求严、运转本钱高档)，因此具有后续改良完美的空间。
④A2/O和其改良工艺当前表示出能耗程度高、能源自给率低和出水需深度处置等不足，基在“能源收受接管自给”的A2/O可延续脱氮除磷、动物养分物深度去除和内排泄干扰物高效净����APP化等是其将来成长的首要趋向和标的目的。
（更具体内容拜见《中国给水排水》第20期：污水处置厂提标革新中A2/O工艺研究进展与利用趋向，作者：北京市水科学手艺研究院流域水情况与生态手艺北京市重点尝试室 马宁、刘操、韩旭、骆虎、杨兰琴，首都师范年夜学资本情况与旅游学院 汪浩，北京市排水治理事务中间 侯达)
