傳統(tǒng)AAO脫氮除磷效果不達(dá)標(biāo)有啥快速高效的解決辦法

2/2作者：一氣貫長(zhǎng)空傳統(tǒng)AAO脫氮除磷效果不達(dá)標(biāo)，有啥快速高效的解決辦法？據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，AAO工藝或以AAO工藝為基礎(chǔ)的變形工藝在我國污水處理廠擁有約70%左右的市場(chǎng)，其憑借結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)成熟，便于管理和運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)在眾多工藝中脫穎而出。

但傳統(tǒng)AAO工藝因碳源不足、污泥齡矛盾、回流硝酸鹽對(duì)磷的釋放影響等諸多局限性，脫氮除磷效率難以進(jìn)一步提升，無法滿足當(dāng)下愈發(fā)嚴(yán)格的出水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。正因如此，為解決這些不足，從而實(shí)現(xiàn)更好的脫氮除磷效果和更經(jīng)濟(jì)、便捷的生產(chǎn)控制，很多專家通過大量研究對(duì)該工藝進(jìn)行改進(jìn)。主要是針對(duì)四個(gè)方面：一是降低回流液進(jìn)入?yún)捬醭氐南跛猁}含量；二是碳源不足的問題；三是反硝化除磷工藝；四是對(duì)池型進(jìn)行改良以優(yōu)化運(yùn)行效果或節(jié)能減耗。硝酸鹽影響釋磷的工藝對(duì)策1、UCT工藝UCT工藝在傳統(tǒng)AAO工藝基礎(chǔ)上，額外增加一條從缺氧區(qū)至厭氧區(qū)的混合液回流，并將污泥回留位置改到缺氧池，污泥在缺氧池反硝化后再進(jìn)入?yún)捬醭?，硝酸鹽含量大大減少。UCT工藝流程但與之相應(yīng)的是為了保證回流至厭氧池的硝酸鹽最少，好氧池至缺氧池的循環(huán)液也需要嚴(yán)格控制，這樣一來系統(tǒng)的脫氮能力不能被充分利用，即犧牲脫氮能力來保證除磷。因此，又產(chǎn)生了改良之后的工藝——MUCT工藝。MUCT工藝是將缺氧池分為2格，缺氧池1只承擔(dān)二沉池回流污泥，缺氧池2用于好氧池硝化液的反硝化，即可將回流污泥的脫氮與污水的脫氮完全分開，分別調(diào)節(jié)除磷與脫氮，兩者互不牽制。這一改進(jìn)避免回流中的溶解氧對(duì)厭氧釋磷的影響，表現(xiàn)出較好的脫氮除磷性能。MUCT工藝流程然而，該工藝存在缺氧區(qū)碳源不足的困擾，水質(zhì)對(duì)其影響較大。有研究人員對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)，將厭氧區(qū)1改2，缺氧區(qū)1改多，必要時(shí)根據(jù)進(jìn)水C/N值將缺氧單元轉(zhuǎn)換為好氧單元，采用多點(diǎn)進(jìn)水，調(diào)節(jié)厭氧池和缺氧單元的進(jìn)水比例，為除磷脫氮提供最優(yōu)碳源。2、VIP工藝VIP是弗吉尼亞首創(chuàng)廢水廠VirginalInitiativePlant的縮寫，是美國Virginia州HamptonRoads公共衛(wèi)生區(qū)與CHZMHILL公司開發(fā)的專利。該工藝流程與UCT工藝類似。所有區(qū)都分格，至少有2個(gè)以上的完全混合區(qū)格串聯(lián)，形成有機(jī)物、氮、磷的梯度分布，有利于提高反應(yīng)速率。缺氧池的分格使得由最后一格回流至厭氧池的硝酸鹽處于最低水平。VIP工藝VIP工藝采用高負(fù)荷、短污泥齡的運(yùn)行方式，混合液中活性微生物所占的比例較高，相對(duì)于AAO工藝，反應(yīng)池的容積更小，除磷效果更好。3、JHB工藝為了避免傳統(tǒng)AAO工藝中因回流引入過量硝酸鹽使系統(tǒng)除磷受抑制的問題，JHB工藝前端增加了一個(gè)預(yù)缺氧池，一部分原水流進(jìn)預(yù)缺氧池，另一部分流入?yún)捬醭?，沉淀池的一部分污泥返回預(yù)缺氧池。JHB工藝流程這種改進(jìn)使污泥中的微生物利用流入的營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行反硝化，減少污泥中的硝酸鹽含量。4、A-AAO工藝A-AAO工藝和JHB工藝的原理相同，區(qū)別僅在于選擇池、厭氧池的進(jìn)水分配比例不同。該工藝將AAO工藝中厭氧池分出一格作為生物選擇池，池內(nèi)為厭氧或缺氧環(huán)境，來自二沉池的回流污泥和10%左右的進(jìn)水進(jìn)入該池進(jìn)行污泥反硝化，停留時(shí)間20-30min，去除回流污泥攜帶的硝酸鹽，這種工藝改良簡(jiǎn)單易行，在一些工程中已有應(yīng)用。值得一提的是，還有人指出采用進(jìn)水中的1/3進(jìn)入缺氧區(qū)，2/3進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)的分配方案，可取得比較高的脫氮除磷效果。二針對(duì)碳源不足的對(duì)策1、補(bǔ)充碳源生物脫氮除磷過程中消耗的有機(jī)物來源可分為系統(tǒng)碳源和外加碳源，系統(tǒng)碳源常難以實(shí)現(xiàn)較高的脫氮除磷要求，需投外加碳源來提高系統(tǒng)的脫氮除磷效率。補(bǔ)充外碳源是在不改變?cè)泄に嚦伢w結(jié)構(gòu)及各功能區(qū)順序的情況下，針對(duì)短期內(nèi)因水質(zhì)波動(dòng)引起碳源不足而提出的應(yīng)急措施。一般供選擇的碳源可分為2類：一是甲醇、乙醇、葡萄糖和乙酸鈉等有機(jī)化合物；二是可替代有機(jī)碳源，如厭氧消化污泥上清液、

木屑、牲畜或家禽糞便及含高碳源的工業(yè)廢水等。相對(duì)糖類、纖維素等高碳物質(zhì)而言，因微生物以低分子碳水化合物（如，甲醇、乙酸鈉等）為碳源進(jìn)行合成代謝時(shí)所需能量較大，使其更傾向于利用此類碳源進(jìn)行分解代謝，如反硝化等。必須要說明的是，任何外碳源的投加都要使系統(tǒng)經(jīng)歷一定的適應(yīng)期，方可達(dá)到預(yù)期的效果。碳源的投加位置可以是缺氧反應(yīng)池，也可以是厭氧反應(yīng)池。2、取消初沉池初沉池會(huì)去除20%左右的有機(jī)物，取消初沉池或縮短初沉?xí)r間，大量顆粒有機(jī)物直接進(jìn)入生物池，增加進(jìn)入生物池的有機(jī)物總量，能部分緩解碳源不足的問題。由于省去了初沉池，運(yùn)行成本也相應(yīng)的有所降低，對(duì)于城市污水處理廠來說，碳源以這種方法獲取既比較容易，又能省下污水廠額外的運(yùn)行費(fèi)用。3、倒置AAO工藝倒置AAO工藝是將傳統(tǒng)的AAO的厭氧池定位在缺氧池之后，優(yōu)先為反硝化提供碳源，強(qiáng)化了脫氮能力，回流污泥歷經(jīng)完整的厭氧“釋磷”到好氧“吸磷”的過程，排放的污泥含磷量大，具有“群體”效應(yīng)和“饑餓”效應(yīng)的雙重優(yōu)勢(shì)。倒置AAO工藝流程

然而，外回流增加了二沉池的固體負(fù)荷，對(duì)出水和二沉池底流濃度有一定影響。一般在工程中應(yīng)用時(shí)，為兼顧脫氮除磷所需的碳源，會(huì)采用多點(diǎn)進(jìn)水方式，但對(duì)于C/N過低、碳源嚴(yán)重不足的污水，仍需要添加輔助碳源來緩解壓力。4、分段進(jìn)水在傳統(tǒng)的階段曝氣活性污泥法中采用了分段進(jìn)水，旨在平衡曝氣池內(nèi)的有機(jī)物負(fù)荷及需氧、減少出流的MLSS濃度、降低二沉池的固體負(fù)荷，目前已將分段進(jìn)水方式應(yīng)用于脫氮除磷工藝。分段進(jìn)水應(yīng)用于脫氮的特點(diǎn)有：可以提高反硝化速率；在生物池內(nèi)可維持較高的MLSS濃度，因而反應(yīng)時(shí)間較短，可減小反應(yīng)器體積；硝化反硝化在反應(yīng)池中順序發(fā)生，因而可以取消混合液循環(huán)降低能耗。雖然該工藝對(duì)脫氮有利，但因?yàn)榉磻?yīng)池中存在較多的硝酸鹽而影響除磷。三反硝化除磷工藝1、Dephanox工藝DEPHANOX是最早于20世紀(jì)90年代被提出的一種借助反硝化除磷雙污泥回流系統(tǒng)。該工藝是在厭氧池與缺氧池間增加一個(gè)沉淀池和生物膜反應(yīng)器，以滿足同步反硝化除磷菌（DPB）所需環(huán)境和物質(zhì)基礎(chǔ)。DEPHANOX工藝

厭氧池排出的有機(jī)底物被污泥生物降解，流經(jīng)中間沉淀池時(shí)，污泥和富含氨氮的混合液靜置分離，形成上清液后進(jìn)入生物膜反應(yīng)器硝化，而含有NO3-—N的污泥越過生物膜反應(yīng)器進(jìn)入缺氧池進(jìn)行反硝化脫氮除磷。該工藝可以有效解決PAO和反硝化菌對(duì)碳源的競(jìng)爭(zhēng)，即使進(jìn)水有機(jī)物較低，也具有較高的除磷能力。2、BCFS工藝BCFS工藝是由UCT工藝變型而來，增加了化學(xué)除磷、一個(gè)接觸池、一個(gè)混合池（缺氧好氧池）。厭氧池出口處的富磷上清液引入除磷池進(jìn)行化學(xué)除磷，除磷池的上清液返回污水廠進(jìn)水處。接觸池可以消耗厭氧池出水中的殘余COD，殘余COD進(jìn)入缺氧池后成為反硝化菌的碳源，優(yōu)先發(fā)生反硝化，外碳源較少時(shí)才發(fā)生反硝化除磷?；旌铣貎?nèi)呈缺氧或好氧狀態(tài)，可以進(jìn)行反硝化脫氮或同步硝化反硝化。BCFS工藝BCFS工藝有3個(gè)循環(huán)系統(tǒng)，循環(huán)A是經(jīng)缺氧池脫除硝酸鹽氮；循環(huán)B向缺氧池補(bǔ)充硝酸鹽，供給反硝化除磷中所需的硝酸鹽；循環(huán)C脫氮并增加同步硝化反硝化的機(jī)會(huì)。3、雙污泥工藝傳統(tǒng)的單污泥系統(tǒng)有如下問題：需要污泥齡大于15天才能實(shí)現(xiàn)低溫下的完全硝化；反硝化菌和聚磷菌存在碳源方面的競(jìng)爭(zhēng)；污泥膨脹。而隨著反硝化聚磷菌的發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了A2N（Anaerobic-anoxic-nitrification）連續(xù)流雙泥工藝。A2N工藝該工藝將硝化污泥附著于生物膜上，與聚磷污泥分開，這樣一來，可以使硝化和友硝化除磷脫氮分別在最佳條件下實(shí)現(xiàn)。厭氧池發(fā)生釋磷和COD降解，中沉池的上清液（氨氮、磷）和聚磷污泥分離，上清液進(jìn)入生物膜池硝化產(chǎn)生NO3-—N，聚磷污泥超越生物膜池直接進(jìn)入缺氧池，在缺氧池內(nèi)利用DPB除磷脫氮。四反應(yīng)池池型的改良1、OCO工藝OCO工藝得名于生物處理裝置的幾何形狀——OCO池（見下圖），內(nèi)圈、外圈隔墻為O形，中圈為C形。內(nèi)圈厭氧、中圈缺氧、外圈好氧的構(gòu)造在動(dòng)力學(xué)方面形成了適合污水脫氮除磷的必要物理、化學(xué)環(huán)境。OCO工藝污水經(jīng)預(yù)處理后首先進(jìn)入OCO池的厭氧區(qū)與回流污泥混合，隨后進(jìn)入缺氧區(qū)，缺氧區(qū)是一個(gè)半閉合的區(qū)域，左邊閉合區(qū)為缺氧狀態(tài)，右邊開口區(qū)與好氧區(qū)融合，在混合區(qū)內(nèi)來自好氧區(qū)和缺氧區(qū)的污水可以重新分配。2、Biolak工藝Biol