A2/O工艺在城市生活污水处理中的应用

A2/O工艺在城市生活污水处理中的应用

卜永强

卜永强

佛山卓实能源环保设备有限公司广东佛山528000

摘要：随着城市污水处理事业的不断进步，越来越多的工艺被运用到城市污水处理当中。本文以某污水处理厂为例，介绍了A2/O工艺在城市生活污水处理中的应用，阐述了A2/O工艺的设计参数，论述了该工艺的污水处理效果及影响处理效果的因素，得出了一些有益的结论，为A2/O工艺的推广应用提供参考。

关键词：污水处理；A2/O工艺；效果；影响因素；去除率

近年来，随着城市规模的不断扩大，城市人口也不断增长，与之而来的就是污水排放的明显增加。因此，污水处理厂的建设也应运而生，越来越多的工艺运用于城市污水处理厂工程当中。A2/O工艺具有较好的除磷脱氮效果，而且成本不高，对于解决城市污水处理厂运行中所面临的出水水质不好、成本高、能耗高等问题具有现实意义，对于新建污水处理厂的设计也将具有重要指导意义。

1工程概况

某城市污水处理厂是一座规模为5万t/d的城市二级污水处理厂。采用A2/O工艺，如图1所示。构筑物由4组工艺组成，生物反应池为传统的推流廊道式，采用微孔曝气方式。建成初期采用螺压脱水机处理污泥，后经改造采用离心脱水机处理污泥，含水率≤80％的污泥，进行外运卫生填埋处置。

1.2主要构筑物及设计参数

该污水处理厂，单组外型尺寸为37.00m×31.50m。每2组共用一个污泥回流提升泵房。每组生物反应池共设9个廊道，首尾顺次相接。南北向2道.尺寸为31.50m×2.00m，为厌氧段；东西向7道，尺寸为33.00m×4.50m，前两道半为缺氧段，后面为好氧段。每组池子的详细设计参数为：进入生物反应池BOD5的质量浓度约为150mg/L；污泥的质量浓度为0.35g/L；污泥负荷率为0.15kg/（kg.d）；好氧污泥龄为21d；有效水深为4.5m；好氧区水力停留时间为6.2h；单组反应器体积为5151m3；厌氧：缺氧：好氧（容积比）＝1：2.25：5.57；产泥率为0.31kg/kg；单池剩余污泥量为1050kg/d；单池标准需氧量为5916kg/d；单池最大供气量为143m3/min。

1.3分析方法

进水取水点为沉砂池进水处，为自动采样仪每2H采等体积水样混合的综合水样，水样保存温度为4℃，出水为该污水厂排放口的瞬时水样。

2结果与讨论

2.1工艺运行净化水质效果

该污水处理厂收集处理市区及街区的生活污水和少量工业废水。管网辐射区域，老城区属于合流制管网，随降雨干旱季节交替，造成来水水量随季节变化很大，4－11月份，降水较多，来水水量在5.0～6.0万t/d变化，处于超负荷运行状态，12月，次年1－3月份，降水较少，来水水量在4.2万～5.0万t/d范围变化，由于来水以生活污水为主，且无毒，进水的可生化性较好，出水水质稳定达标。出水COD、BOD5、SS、NH4＋－N、TN、TP等水质指标均达GB18918－2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级B标准（以下简称：B标准）的要求。根据该污水处理厂日化验报表显示，出现ＴN单项指标超标的现象。

2.2各影响因素分析

温度是影响活性污泥微生物的增殖速度和活性，就硝化细菌而言，其最适宜的生长温度为25～30℃，当温度小于15℃时硝化速度明显下降，而其活性也大幅度降低。该污水处理厂进、出水水温变化情况如图2所示，出水水温较进水高0.1～0.4℃。全年水温在10～30℃范围内变化，最高水温出现在每年的7－9月，接近30℃，最低水温出现在12月和次年的1－2月份，低于15℃。根据表2统计的该污水处理厂进、出水水质月平均值情况，出水水质在随水温的季节变化过程中，均达到排放要求，但水质出现波动，突出表现在出水NH4＋－N浓度变化。2010年1月份，出水NH4＋－N月平均值较其他月份高，达到4.77mg/L，根据该厂日化验报表显示，该月份进水NH4＋－N为25～35mg/L，与其他月份变化不大，出水NH4＋－N＜15mg/L，但5～15mg/L出现16d，其中8～15mg/L出现3d，出水NH4＋－N浓度变化较为明显。该月份平均水温11.7℃，较其他月份略低，极低温度影响NH4＋－N的去除效果。但该污水处理厂出现极低温度（＜12℃）的频率较低，持续时间段，低温不成为该污水处理厂稳定运行的主要因素。

图2水温变化情况

污泥负荷是A2/O工艺中重要的设计参数，污泥负荷由公式（1）表示。

N＝QS/XV（1）

式中：Q为污水流量，m3/d；S为BOD浓度，mg/L；X为混合液悬浮固体浓度，mg/L；V为生物池容积，m3。

该污水处理厂污泥浓度控制在3000～4000mg/L，污泥龄在20～28D左右。2009年、2010年，进水BOD5主要在80～200mg/L范围内变化，出水BOD5为8～20mg/L，污泥负荷变化范围约为0.055～0.170kg/（kg?d）。虽然多数时间低于0.15kg/（kg?d）设计污泥负荷，处于低负荷状态运行，但这两年间没有出现诸如丝状菌性污泥膨胀、污泥老化等异常现象，月平均出水COD、BOD5浓度变化范围为26～51mg/L、8～13mg/L，对有机污染物的去除效果较好。

根据该厂日化验报表记录，该污水处理厂进水、出水TN、TP变化如图3、图4所示。TN、TP的变化范围主要集中在20～45mg/L和2.0～4.5mg/L，少量天数超过上述范围。出水TN、TP的变化范围主要集中在6.0～20mg/L和0.4～1.5mg/L，该污水处理厂A2/O工艺对TN、TP均有较好的去除效果。由图3、图4可以看出，季节性水温变化，水质变化对出水TN、TP浓度变化没有明显影响。

图4进水、出水TP变化情况

该污水处理厂运行过程中，为了实现较好的同步脱氮除磷效果，污泥浓度控制在3000～4000mg/L，好氧池出口溶解氧浓度控制在2.0～3.5mg/L。氮负荷、磷负荷计算参照公式（1），计算氮负荷及磷负荷，则ＴN负荷变化范围约0.012～0.030kg/（kg?D），该污水处理厂氮负荷在上述范围内变化时对氮的去除效果影响不明显。该污水处理厂进水TP变化范围为2.0～4.5mg/L，则磷负荷约为0.001～0.004kg/（kg?D），总磷的去除效果仍然很好。因此认为，氮负荷、磷负荷在上述范围内变化，对该污水处理厂除磷脱氮效果及整体运行没有明显影响，获得较好的除磷脱氮效果。

2.3可生化性（BOD5/C）、碳氮比（COD/TN）、碳磷比（COD/TP）情况

该污水处理厂来水以生活污水为主，BOD5/COD在0.3～0.5范围变化，可生化性较好，可为生物脱氮、除磷过程提供电子供体，保障脱氮除磷过程的正常进行。国内外试验研究结果表明，当进水ρ（COD）/ρ（TP）＞20且ρ（COD）/ρ（TN）＞6时，可以实现高效脱氮除磷的效果。也有研究表明，按理论计算，ρ（COD）/ρ（TN）在4左右时基本能满足反硝化需要，但是为了提高反硝化速度，同时又能满足除磷需要的碳源，因此需ρ（COD）/ρ（TN）＞4。2009－2010年，该污水厂进水COD/TN、COD/TP、TN去除率、TP去除率的月平均变化情况见图5。

图5进水COD/TN、COD/TP、TN、TP

去除率的月平均变化情况

由图5可知，进水月平均ρ（COD）/ρ（TP）＞60，且ρ（COD）/ρ（TN）＞7，在没有外加碳源情况下，为实现高效脱氮除磷提供了充足的碳源，碳源为其电子供体。由表2可知：2009－2010年连续24个月中，出水TN、TP浓度的月平均值变化范围分别是4.87～19.06mg/L、0.22～1.29mg/L，均达到或优于B标准的要求。其中出水ρ（TN）月平均值≤10mg/L的月份比例为70％，出水ρ（TP）月平均值≤0.5mg/L的月份比例为54％，去除TN、TP的效果很好。

2.4对其他水质指标去除情况

污水处理厂对进水、出水中重金属离子浓度进行了抽检，进水、出水中均检出了Pb、Fe、Cd、Ni、Cr、Cu、Mn等重金属离子。由于进水中重金属离子浓度本身较低，不存在重金属离子超标排放的可能，但进水经处理后，对重金属离子仍有去除效果。由于重金属离子不可为生物所降解，废水中去除部分的重金属离子则是转移至污泥中。该污水处理厂对活性污泥进行中重金属离子含量进行分析发现：Pb、Fe、Cd、Ni、Cr、Cu、Mn等重金属离子在活性污泥中的含量分别达72，4704，11，46，211，47，209，153mg/kg。

2.5污泥产量、产泥率情况

该污水处理设置初沉池，排放污泥包括初沉池污泥、剩余活性污泥两部分，采用离心机脱水、卫生填埋处理。

3结束语

该污水处理厂的污水来源主要为生活污水，进行了针对性的设计，采用A2/O工艺，出水水质稳定，获得较好的除磷脱氮效果。同时我们发现，A2/O工艺在运行过程中，不同程度的受到进水的温度、可生化性、碳氮比、碳磷比，以及碳负荷、氮负荷、磷负荷、重金属离子富集等因素的影响，但对出水水质达标排放没有明显的影响。当水温低于12℃时，表现为该A2/O工艺对氨氮的去除率降低，出水氨氮浓度上升。实践证明，在进行污水处理厂工艺选择时，A2/O工艺将是理想的选择。

参考文献：

[1]李明；黄民生；谢冰；高尚.A2/O工艺的影响因素研究[J].上海化工，2007年12期

[2]林大为；王正辉；余庆彬.A2/O工艺处理城镇生活污水的研究[J].城市建设理论研究，2011年第11期