微水会·导语:

在2015年的最后一期微水会上，我们就生活污水处理基本工艺的应用，结合深圳上洋污水厂展开了讨论。鉴于污水处理工艺种类太广，讨论无法深入。本期微水会围绕A2O工艺，从AA/O的角度，结合实例，各路环保大咖们展开了热烈讨论，观点碰撞异常尖锐，干货颇多。水世界就本期内容进行了梳理，供大家参考交流。

主题：A2/O工艺及其改良或集成在污水处理厂的应用

背景：上周我们就基本的污水处理工艺进行了概述，比较了各工艺的特点。对生物转盘、生物滤池、MBR、氧化沟等工艺展开探讨。基于理论，以深圳上洋污水厂为对象，对污水处理工艺中总氮、总磷、硝化等问题互相交流了想法，并上升至污水处理厂的运营、管理方面。可以说是受益匪浅，本期将具体到工艺，选取应用较广的A2/O工艺，探讨该工艺及其改良或集成在污水处理厂的应用。

话题：

1、塔尔湖污水厂及天子湖污水处理厂案例讨论、分析

2、基于两案例对A2/O工艺的细节探讨

何为A2/O工艺？

既然是围绕A2/O工艺的讨论，首先对该工艺的基本知识做一简单介绍，方便大家理解后续的讨论内容。

简单来讲，A2/O工艺即厌氧—缺氧—好氧工艺，生物处理部分由厌氧池、缺氧池和好氧池组成。厌氧池主要功能是释放磷，同时部分有机物进行氨化。缺氧池的主要功能是脱氮。好氧池是多功能的，能够去除BOD、硝化和吸收磷。

案例分享：

五原县塔尔湖镇污水处理厂

案例背景

塔尔湖镇位于五原县西部，境内地势平坦，属黄河灌区，拥有丰富的水资源，为了保护该镇水资源，生活污水集中处理，处理出水以回用为主。塔尔湖镇污水处理厂总投资1596.49万元，远期污水处理规模为2500m3/天。现一期工程已正式投运，处理规模为500m3/天。出水水质执行标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918－2002)一级标准，《城市污水再生利用-城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)、《城市污水再生利用-景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)中相关要求，《地表水环境质量标准基本项目标准限值》(GB3838-2002)Ⅴ类标准。工艺流程见下图。

流程简介：

废水收集后经提升进入均质调节池，随后进入水解酸化池。本工艺水解池采用升流式上向流，主要目的是为大幅度地去除水中的悬浮物及有机物质。缺氧池采用推流式结构，缺氧池中，以废水中有机物作为碳源，与循环回流泥水混合液进行缺氧脱氮反应。在水解池和缺氧池内均装有YDT弹性立体填料。在经缺氧处理后的废水进入生物接触氧化池后，在氧化池内进行大量曝气，利用微生物降解水中的COD、BOD5有机质。二沉池为竖流式，池内设置了污泥回流，回流至缺氧反应池进水端。反应沉淀池是为去除磷酸盐及经残余的悬浮胶体物质而设置的，在其中加入PAC、PAM药剂。由于排放要求较高，系统设置生物滤池，用以去除水中最终残余的有机物及悬浮物质，采用高效多孔吸附剂作为滤料。最终出水水质，CODcr为20mg/L，BOD5< 8 mg/L，氨氮<2 mg/L。

案例释疑：

1、关于运行时间

Q:设计运行时间为20h，实际运行呢？

A:在实际工程中，有水运行，没水停机，实际运行每天约12-13个小时。

Q: 停机后再起动会不会影响恢复？对好氧池有影响吗？

A: 因停机时也在做内循环，停机两天内不影响正常运行，每间隔2小时启动十分钟，好氧池不受影响。

2、关于温度问题

Q:冬季水温如何？是否影响运行？

A:设计停留时间比较长，负荷较低，过冬没问题。

3、关于运行成本

Q:运行成本如何？

A:最大实际运行为功率为350KW/天，根据用电因子核算，约为60%左右,电价以0.50元计，则日电费为：350×0.6×0.5 ＝105.0元。PAC(固体)加药量约20PPM，即20克/吨水，日用量10kg，单价按2.0元/kg计；PAM(固体)加药量约2PPM，即2克/吨水，日用量1kg，单价按20.0元/kg计；次氯酸钠(约10%)加药量20PPM，即20克/吨水，日用量10kg，单价按2.0元/kg计，则药剂费为：PAC：10kg/d×2.0元/kg=20元/天，PAM：1.0kg/d×20.0元/kg=20元/天，次氯酸钠：10kg/d×2.00元/kg=20元/天，则总药剂费：60元/天。

在实际运行中，不加PAM的情况下，成本在这个范围内。

天子湖污水处理厂

案例背景

天子湖污水处理厂采用二级生物处理工艺，进水水质为：BOD5180，CODcr 500，SS 220，氨氮35，TP 4.0，PH6~9。出水达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002)一级A排放标准。原设计为A/O工艺，实践表明该工艺难以提高工业污水的可生化性，处理过程中需要外加大量有机碳源和脱色剂，提高了成本。故在前段增加水解酸化池提高废水的可生化性。二期工程处理量为7500吨，总处理量为1.5万吨/天。

技术讲堂：

针对以上两个案例，大家普遍比较关注的是生物除磷、有机物对硝化的影响。就此，苍老师、孙教授和其他行业大神们从工艺的角度给出了解答。

1、AA/O工艺如何发展而来？

最早的活性污泥法，就是O池，后因污泥膨胀频发，研究前面加A段可以抑制，后续N指标要求，A段可以起反硝化，P指标要求，经过研究PAOs特性，再增加A段，这就是AAO。

2、为什么AA/O工艺中A池在前面？

主要从厌氧抗负荷、池体设备结构来说明。

一般而言，厌氧菌耐冲击能力强高浓度高负荷对厌氧菌的冲击都比较弱。当然有些有毒物质对厌氧影响厉害，但是对好氧反而影响弱。

一般厌氧或者缺氧都是用推流器，好氧用推流式比较多，使用用推流器也是抗原水冲击一大力宝。很多用O池推流式开道很容易导致O池前段负荷过高或者PH 以及其他冲击过高。因为推流式是向前推流，后面的低浓度水不能到前段。而厌氧或者缺氧池用推流器在池子内反复循环，抗冲击负荷非常好。

3、为什么AA/O工艺中，第二个是缺氧池而非好氧池？

这里牵涉到氨氮和cod的问题，核心问题应该为成本和硝化菌。

首先来分析下OA法的缺点，如果O池在前，A池在后。O池内必然是异养菌先占优势，吃掉可降解COD 然后再通过硝化菌自养菌降解氨氮。当氨氮低时，可降解COD必然低，那么O池必然会浪费一部分体积和效率优先来降解COD，增加了成本建设和投资。而A池在后，反硝化需要足够的C/N比来进行反硝化，一般认为在4/1以上，C/N比的矛盾导致：如果要脱氮就需要外加碳源。简言之，大量BOD进入O池，占用O池有效容积，抑制氨氮降解。同时导致后端A池碳源不足，额外提高成本补充碳源。

此外，还有pH因素。一般地，缺氧池pH 在6.5-7.5，好氧池最佳硝化在7.5-8.5。而生活污水的pH都是达不到8的，故在缺氧池pH范围内。同时，氨氮硝化会消耗碱度，反硝化是提供碱度的，硝化消耗碱度7.14g，需要人为补充碱度；而反硝化确实提高碱度3.57g。如果A池在后就浪费了一半碱度。

另一因素是氨氮+氧气生产硝酸根，而cod在缺氧池中利用硝酸根的化合态氧降解cod，相当于是氧气的重复利用。

4、AA/O工艺除磷

硝酸盐的反硝化与厌氧释磷是竞争关系，在AA/O工艺中第一个A池是除磷，故不把硝化液回流到第一个池子。最重要的原因就是在厌氧池里一旦有硝酸盐，反硝化菌就成为了优势菌，而聚磷菌就弱势了。

聚磷菌到了厌氧池后，首先是利用厌氧池内兼性厌氧发酵菌（水解）将大分子有机物水解成的小分子VFA；聚磷菌在厌氧池内释放磷酸盐吸收VFA合成PHB；这里释放磷是提供能量，吸收VFA是需要能量。

由于厌氧池不适合聚磷菌的生存。所以，聚磷菌需要将磷酸盐快速生成能量中间体获取能量，同时也为将来的好氧提供充足的能量和合成的元素提供必要的基础。

具体过程见下图。

所谓的硝酸盐影响聚磷菌，就是因为反硝化细菌是异养菌，得失电子更容易。

讨论集锦：

1、关于水温对脱氮的影响

在水温降低时，总氮速率下降明显。

2、针对以上两个案例都用到水解酸化池的问题

水解酸化池的主要目的是用于解决工业废水中难生物降解有机物的问题，城市污水中运用较少。但碰到工业废水，很多市政污水不得不上。故水解酸化+A/O（A2/O）在市政污水中并不罕见。

从氧气含量和微生物生存环境上来讲，水解酸化池可以看作是A池。

3、关于好氧池低DO运行

在进水营养物浓度低，AAO系统好氧池长期低溶解氧0.5左右，连续曝气，能否长久持续？

对于传统的AAO工艺，持续运行的风险很大，第一个来自二沉池。

4、按理论讲缺氧+好氧组合工艺不能生物除磷或者除磷效果很差，但事实上很多工程除磷效果还可以的，做何解？

如果缺氧停留时间长，BOD足够，除磷效果还是可行的，在厌氧条件下如果大件有机物能够降解为短链有机酸，就能确保生物磷去除的进行。

5、回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响，会不会降低除磷效果？

回流污泥会影响除磷，因此要控制污泥回流量。

6、pH小于7对硝化的影响

理论上pH小于7时无法硝化，但在实际工程中，有PH到6.5硝化效果仍旧不错的，此时，总碱度比较合适，一般看末端大于70左右就可以了。在氨氮很高，碱度补充不足时，pH会低于6，及时补充问题也不大。

7、后置反硝化

后置反硝化，往往用在后续深度处理上。诚然也有用于二级处理的，例如ICEAS技术。此外，多点进水多级A/O实际上也是由此演变而来的。

8、有机物会不会抑制硝化？

答案是肯定的。在实际工程中有很多cod突然变高，后端出水氨氮变高的情况。COD会影响DO，DO也是影响硝化菌的一大因素，在实际中DO在0.3-0.5也能硝化，即使BOD很高，苍老师认为，这与池体内菌种是否占优势有很大关系。一般BOD在50左右，容易开始影响硝化菌硝化能力。

9、厌氧氨氧化

所谓厌养氨氧化是一部分亚硝酸跟部分氨氮在厌养条件下直接生成氮气。

在讲求能量化的现今，比较靠谱的还是需要碳源的缺氧反硝化。

10、关于厌氧不等同于厌氧池的问题

厌氧池特有的功能就是生物释磷，而释磷的条件是要从回流污泥中拿到具有聚磷的微生物体（这是释磷的基础），而在厌氧池中，释磷还需要的就是小分子有机物，这个可以是原水来的，也可以是厌氧水解产生的。这样形成的结构，后面才能更多的吸磷。

当然，厌氧池中还有无效释磷，这种释磷不是利用聚磷产生的，而是有机物厌氧水解的产物，比方说氨基酸等的水解产生的。这种磷酸盐不具有好氧吸磷当量的。

11、内回流与总氮的关系

从理论上讲，在缺氧池碳源充足的情况下，内回流调大后，其总氮下降的比值会越来越小。

结束语

本期就内蒙古五原的市政污水处理厂，浙江安吉市政污水处理厂两个案例进行讨论。两者有共同点，也有很多不一样。针对五原污水厂案例讨论时，其中对水解酸化池的定义和概念进行了讨论，厌氧池是一种功能类池子，不是说厌氧就是厌氧池。同时针对除磷也进行了讨论，孙教授指出，生物除磷的基本条件是，携带聚磷的好氧池污泥，回流到厌氧池，在其中于有机物发生三羧酸循环反应。对于第一个案例争议比较大的是，工艺设计上更像是工业废水处理，而不是AA/O市政污水处理厂。

第二个案例，从AA/O角度出发，借助案例来讲工艺的基础内容，以及实质应用。基于上一个案例，系统的为我们讲解了AA/O工艺。此外，孙教授与苍老师就进行了一对一的对话

观点碰撞激烈，技术干货频出。在后续的微水会中我们会继续为大家提供优质内容，敬请关注，也欢迎大家踊跃参加下期微水会。

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