A2O污水处理工艺的运行过程及控制述评

姚宁波 殷成强(苏州科技大学环境科学与工程学院，苏州 215009)

A2O污水处理工艺的运行过程及控制述评

姚宁波 殷成强
(苏州科技大学环境科学与工程学院，苏州 215009)

文章介绍了A2O污水处理工艺及其3种改进形式的运行原理、运行方式、技术特点及运行效果，总结了A2O工艺脱氮除磷的影响因素，并参考前人研究结果或实践经验给出了合适的工艺参数的数值范围，最后比较分析了几种A2O工艺运行性能，指出了今后的运行策略。

A2O工艺；脱氮除磷；影响因素；运行控制

随着城市经济的发展，大量工业企业的兴建，一些未达标排放的工业废水通过地表径流或渗漏进入城市污水收集管网，例如味精生产企业废水不仅具有较高COD值，其氨氮可达6000mg·L-1，含磷洗涤剂、化肥的使用以及金属表面的磷化处理都会增加水中的含磷量，大量营养元素的流入导致水体富营养化，严重危害水生生物的生命活动，破坏水体生态平衡，污水排放标准的不断提高促使污水处理既要对有机物去除，又要对氮磷污染物进行深度处理。

文章介绍了污水处理A2O的运行原理、运行方式、运行特点、运行效果及影响A2O脱氮除磷效果的因素，指出了A2O工艺运行中不足之处，阐述了A2O改进的3种形式的运行过程，最后比较分析了几种A2O工艺运行效果及今后的运行策略。

1 传统A2O工艺的运行原理、运行方式及特点

1.1 A2O工艺的运行原理和运行方式

图1 A2O生物脱氮除磷工艺流程

1.2 A2O工艺的运行特点

(1)污水首先进入厌氧段，充分发挥了厌氧菌群对高浓度、较难降解有机物的降解优势，适合混有工业废水的城市污水处理，污泥产量少。

(2)简化了处理流程，增加了处理功能，是最简单的脱氮除磷工艺，减少了水力停留时间。

(3)在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀。

(4)剩余污泥中的磷含量一般可达污泥干重的6%～7%，具有很高的肥效[5]。

2 A2O工艺的运行控制

A2O脱氮除磷涉及硝化反硝化、吸磷释磷等多个生化反应，每个反应对环境条件、基质类型、微生物组成要求不同[6]，脱氮除磷各过程相互制约，因此了解工艺控制要素及其对脱氮除磷的影响很有必要。

2.1 泥量与泥龄

A2O工艺运行中系统污泥浓度和泥龄对脱氮除磷有重要影响，研究表明，当厌氧池、缺氧池、好氧池中的MLSS维持在3000～3800mg·L-1，且三个反应器中的MLSS值接近时，系统具有较好的脱氮除磷效果[7]。厌氧池聚磷菌和缺氧池反硝化细菌属于短泥龄微生物，短泥龄有利于除磷和反硝化[8]，一般缺氧池的泥龄为3～5d，好氧池中自养硝化细菌增殖速度慢，世代周期长，要使自养硝化细菌在系统中维持一定的数量，成为优势菌群，好氧段需要20～30d的长泥龄，但同时长泥龄使含磷污泥的排放过少，且在较高的泥龄下聚磷菌为维持生命活动分解聚合磷酸盐，可能使磷从含磷污泥里重新释放出来，不利于系统除磷，一般系统若以除磷为主要目的，泥龄可控制在6～8d，另外，反硝化聚磷菌的发现使系统在缺氧段脱氮的同时也能使磷得到部分去除，研究发现，当系统的SRT在15d时缺氧段具有较高的脱氮除磷效果。为了兼顾脱氮除磷，张学洪等[9]建议污泥龄为硝化菌的最小世代期的2倍以上，权衡考虑将污泥龄控制在8～15d较合适。

2.2 碳源

脱氮除磷过程中反硝化细菌和聚磷菌是混合共生的，相互竞争碳源，且反硝化细菌会优先摄取碳源，厌氧段碳源不足会抑制聚磷菌的释磷，从而导致最终除磷效果变差，为了保证良好的除磷效果，厌氧段需要有充足的可供聚磷菌吸收的碳源，一般将厌氧池(SP/SBOD)控制在0.06以内，污泥负荷控制在0.10kgBOD5/(kgMLSS·d)以上[7]。

好氧池碳源不宜过多，过多的碳源会促使好氧池内异养型好氧细菌成为优势菌群，抑制自养型硝化细菌的硝化作用，对系统脱氮产生负面影响，好氧池应将污泥负荷控制在0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)以下[10]。系统运行过程中应定期核算污水进水水质是否满足BOD5/TKN大于4，BOD5/TP大于20的要求，否则需要补充碳源。在碳源分配上，厌氧池、缺氧池、好氧池呈递减趋势，厌氧池需要过多的碳源，缺氧池碳源充足，好氧池碳源较低。

2.4 溶解氧(DO)

2.5 混合液回流比R

好氧池出水回流至缺氧池用于脱氮，回流比越大，脱氮效果越好，但较大的回流比增大了能源消耗，提高了处理成本，研究发现当R超过300%时，脱氮率可达到75%以上。

2.6 污泥回流比r

2.7 水力停留时间(HRT)

水力停留时间与进水水质、温度等因素有关，A2O工艺整个运行时间在6～8h左右，HRT(厌氧/缺氧/好氧)=1/1/(3～4)。厌氧池水力停留时间一般为1～2h，缺氧池的水力停留时间一般为1.5～2h，好氧池的水力停留时间一般为6h左右。

2.8 温度

温度升高对生物脱氮有利，好氧段硝化反应适宜温度为30～35℃，缺氧反硝化反应适宜温度为15～25℃，当温度低于15℃，生物脱氮效率明显下降，温度的变化对除磷影响不大，厌氧除磷的适宜温度为5～30℃，温度降低还可能有利生物除磷。

2.9 pH

厌氧段聚磷菌适宜的pH为6～8，缺氧段反硝化细菌的适宜pH为6.5～7.5，好氧段硝化细菌适宜的pH为7.5～8.5，实际操作中将污水混合液pH控制在7.0以上即可，如果pH过低，可投加石灰补充碱度。

3 A2O工艺发展的新形式

3.1 改良A2O工艺

图2 改良型A2O生物脱氮除磷工艺流程

3.2 倒置A2O工艺

图3 倒置A2O生物脱氮除磷工艺流程

3.3 UCT工艺

图4 UCT生物脱氮除磷工艺流程

4 A2O工艺及其变式的比较分析

A2O工艺脱氮除磷过程的主要问题在于硝化长泥龄与释磷、反硝化短泥龄的矛盾，反硝化与释磷碳源分配矛盾以及污泥回流破坏厌氧环境，影响除磷问题。A2O工艺的三种变式也主要是针对这三个问题而设计的。

通常厌氧池聚磷菌优先利用污水中易生物降解的有机物除磷，而缺氧池反硝化细菌可以利用多种形态的有机物，倒置的A2O工艺将缺氧段前置，反硝化细菌优先利用易生物降解的有机物，系统脱氮能力提高，但对厌氧池聚磷菌除磷可能产生基质竞争，为保证除磷效果，可在满足反硝化碳源的前提下，采取分点进水，将部分进水中的碳源直接给厌氧池，用于聚磷菌的释磷，厌氧段释放的磷直接进入生化效率高的好氧段，吸磷效率增强，除磷效果提升。倒置A2O工艺整个系统的活性污泥都经历了厌氧和好氧的过程，排放的剩余污泥都能充分地吸磷，倒置A2O工艺适合C/P较高，C/N较低的污水，一般当BOD5/TN<4，BOD5/TP>20时，系统具有较好的脱氮除磷效果，倒置A2O工艺在我国一些大中型城镇污水处理厂的建设或升级改造中得到广泛应用。

5 总结

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A review on the operation process and control of A2O sewage treatment process

Yao Ningbo, Yin Chenqiang
(School of Environmental Science and Engineering, Suzhou University of Science and Technology, Suzhou 215009, China)

In this paper, the operation mechanisms, operation modes, technical characteristics and operation efficiencies of sewage treatment by A2O process and its three kinds of improved type were introduced; some factors influencing the nitrogen and phosphorus removal in A2O process were also summarized, and the suitable numerical value ranges of process parameters were given based on previous research or practical experiences; and finally, the performances of several A2O processes were compared and analyzed, and future operation strategies for the process were put forwards.

A2O process; nitrogen and phosphorus removal; influencing factors; operation control

2017-05-21； 2017-07-20修回

姚宁波(1990-)，男，硕士研究生，研究方向：水污染控制与理论。E-mail:329969708@qq.com

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