A2O工艺优缺点及改进工艺总结整理


A2O法又称AAO法,是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(厌氧-缺氧-好氧法),是一种常用的污水处理工艺,可用于二级污水处理或三级污水处理,以及中水回用,具有良好的脱氮除磷效果。在传统A2O工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程,就会发生各种矛盾冲突,比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧(DO)残余干扰等。

一、传统A2O工艺存在的矛盾

1、污泥龄矛盾

传统A2O工艺属于单泥系统,聚磷菌(PAOs)、反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生长于同一系统中,而各类微生物实现其功能最大化所需的泥龄不同:

1)自养硝化菌与普通异养好氧菌和反硝化菌相比,硝化菌的世代周期较长,欲使其成为优势菌群,需控制系统在长泥龄状态下运行。冬季系统具有良好硝化效果时的污泥龄(SRT)需控制在30d以上;即使夏季,若SRT<5d,系统的硝化效果将显得极其微弱。

2)PAOs属短世代周期微生物,甚至其最大世代周期(Gmax)都小于硝化菌的最小世代周期(Gmin)。

从生物除磷角度分析富磷污泥的排放是实现系统磷减量化的唯一渠道。

若排泥不及时,一方面会因PAOs的内源呼吸使胞内糖原消耗殆尽,进而影响厌氧区乙酸盐的吸收及聚-β-羟基烷酸(PHAs)的贮存,系统除磷率下降,严重时甚至造成富磷污泥磷的二次释放;另一方面,SRT也影响到系统内PAOs和聚糖菌(GAOs)的优势生长。

在30℃的长泥龄(SRT≈10d)厌氧环境中,GAOs对乙酸盐的吸收速率高于PAOs,使其在系统中占主导地位,影响PAOs释磷行为的充分发挥。

2、碳源竞争及硝酸盐和DO残余干扰

在传统A2/O脱氮除磷系统中,碳源主要消耗于释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面,其中释磷和反硝化速率与进水碳源中易降解部分的含量有很大关系。一般而言,要同时完成脱氮和除磷两个过程,进水的碳氮比(BOD5/ρ(TN))>4~5,碳磷比(BOD5/ρ(TP))>20~30。

当碳源含量低于此时,因前端厌氧区PAOs吸收进水中挥发性脂肪酸(VFAs)及醇类等易降解发酵产物完成其细胞内PHAs的合成,使得后续缺氧区没有足够的优质碳源而抑制反硝化潜力的充分发挥,降低了系统对TN的脱除效率。

反硝化菌以内碳源和甲醇或VFAs类为碳源时的反硝化速率分别为17~48、120~900mg/(g·d)。因反硝化不彻底而残余的硝酸盐随外回流污泥进入厌氧区,反硝化菌将优先于PAOs利用环境中的有机物进行反硝化脱氮,干扰厌氧释磷的正常进行,最终影响系统对磷的高效去除。

一般,当厌氧区的NO3-N的质量浓度>1.0mg/L时,会对PAOs释磷产生抑制,当其达到3~4mg/L时,PAOs的释磷行为几乎完全被抑制,释磷(PO43--P)速率降至2.4mg/(g·d)。