倒置AAO工藝的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與運(yùn)行參數(shù)

1、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)倒置AAO工藝的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與運(yùn)行參數(shù)傅鋼，董濱，周增炎，高廷耀(同濟(jì)大學(xué) 環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，上海200092摘要：概述了城市污水生物脫氮除磷倒置 AAO工藝的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，介紹了國(guó)內(nèi) 一些工程實(shí)例。通過(guò)總結(jié)這些工程實(shí)例的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及十多年來(lái)的研究成果 ，提出 了倒置AAO工藝適宜的生產(chǎn)運(yùn)行參數(shù)。關(guān)鍵詞：城市污水處理；倒置AAO工藝；設(shè)計(jì)特點(diǎn)中圖分類號(hào)：X703. 1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：C文章編號(hào)：1000-4602(2004 09-0053-03Desig n Characteristics and Operat ing Parameters of Inv ertedAAO ProcessF U G

2、a ng, DONG Bin, Z HOU Ze ng yan, GAO Ting yao(School o f En viro nmen tal Scie nee and Engin eeri ng, Tongji Un iversity , Sha nghai200092, Chi na Abstract： The desig n characteristics of inv erted AAO process for phosphorus and n itroge n removal from urba n wastewater were described, and some proj

3、ect cases in China were introduced. B y summarizing the operat ing experiences with these projects and research results for more tha n 10years, operat ing parameters appropriatefor the in verted AAO process was prese nted.Key words： urba n wastewater treatme nt; inv erted AAO process; desig n charac

4、teristics基金項(xiàng)目：國(guó)家科技部重點(diǎn)推廣應(yīng)用項(xiàng)目資助(2001EC000130現(xiàn)有城市污水脫氮除磷技 術(shù)主要有以下 三大類:A 2/0工藝、氧化溝法和SBR法,其中A 2/0脫氮除磷工藝是應(yīng)用較為廣泛的一類,近十年來(lái)出現(xiàn)了倒置AA0工藝13、A+A 2/0工藝、Trizon工藝等改 良型A 2/0工藝。1倒置AA0工藝的設(shè)計(jì)特點(diǎn)與常規(guī)A 2/0工藝相比，倒置AA0工藝省去了混合液內(nèi)回流，適當(dāng)加大了污泥回流比，其工藝流程 如圖1所示。根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)不同，通過(guò)縮短初沉?xí)r間或者取 消初沉池（由超越管實(shí)現(xiàn) 來(lái)滿足倒置AA0工藝的 需要：初沉?xí)r間的縮短，一方面使得沉砂池出水中的微生物和部分或全部有機(jī)

5、物直接進(jìn)入生化反應(yīng)系統(tǒng)，增加了反應(yīng)池進(jìn)水的有機(jī)物總量，保證了脫氮除 磷新工藝對(duì)碳源的需要，提高了生化反應(yīng)系統(tǒng)對(duì)氮、磷的去除效率；另一方面為微生物提供了良好的棲息場(chǎng)所,1994-2011Academic Journal Electronic短時(shí)初沉池.使系統(tǒng)的生物種類和數(shù)量都大幅度提高。圖 1 倒置 A A0 工藝流程 Fi g. 1 Flow chart of i nverted AAO process缺氧池、厭氧池配有攪拌設(shè)備，好氧池通過(guò)曝中國(guó)給水排水2004VOI. 20 C HI NA W ATER &W ASTEW ATE R No. 9氣維持供氧。三個(gè)工藝段的作用如下：缺氧段

6、，微生物利用進(jìn)水中有機(jī)物為碳 源，使得回流污泥帶來(lái)的 硝態(tài)氮反硝化，形成N 2或NxOy逸至大氣中，達(dá)到脫 氮目的；厭氧段，水中溶解氧和硝態(tài)氮結(jié)合氧均已消 耗完畢處于厭氧狀態(tài)，聚磷微 生物利用胞內(nèi)聚磷分 解產(chǎn)生的能量吸收污水中的易降解 COD,同時(shí)釋放 磷酸鹽； 好氧段前段主要降解污水中的有機(jī)質(zhì)并過(guò) 量吸磷，到好氧區(qū)后段則BOD大幅度 降低，B OD/ TKN值較低利于硝化菌的生長(zhǎng)，主要進(jìn)行硝化反應(yīng)。 缺氧段、厭氧 段并無(wú)嚴(yán)格的界限，主要取決于工藝構(gòu)筑物采用的形式和前置反硝化的效果。生化 反應(yīng)池較高的污泥濃度不僅從固定的生化反應(yīng)池容積中爭(zhēng)取到好氧池硝化所需要的反應(yīng)容積，而且活性污泥絮體內(nèi)部的缺

7、氧微環(huán)境使得硝化和反硝化過(guò)程在曝氣時(shí)段內(nèi)就同步進(jìn)行，從而為進(jìn)一步提高系統(tǒng)的脫 氮效率創(chuàng)造了條件。倒置AAO工藝具有以下特點(diǎn)4:缺氧區(qū)位于工藝系統(tǒng)首端，優(yōu)先滿足反硝化 碳源需求，強(qiáng)化了處理系統(tǒng)的脫氮功能；所有的回流污泥全部經(jīng)過(guò)完 整的厭氧釋 磷與好氧吸磷過(guò)程，具有群體效應(yīng)，同時(shí)聚磷菌經(jīng)過(guò)厭氧釋磷后直接進(jìn)入生化效率 較高的好氧環(huán)境，其在厭氧狀態(tài)下形成的吸磷動(dòng)力可以得 到充分利用，提高了處理 系統(tǒng)的除磷能力；通過(guò)取消初沉池或縮短初沉池停留時(shí)間，不僅增加了系統(tǒng) 脫氮 除磷所需的碳源，而且提高了處理系統(tǒng)內(nèi)的污 泥濃度，強(qiáng)化了好氧區(qū)內(nèi)的同步反硝 化作用，進(jìn)一步 緩解了處理系統(tǒng)內(nèi)的碳源矛盾，提高了處理系統(tǒng)的

8、 脫氮除磷效率； 將常規(guī)A 2/O工藝的混合液回流系統(tǒng)與污泥回流系統(tǒng)合二為一組成了唯一的污泥 回流系統(tǒng)，工藝流程簡(jiǎn)捷，運(yùn)行管理方便，占地面積減 少；與常規(guī)A 2/O工藝相比 倒置AAO工藝的流程形式和規(guī)模要求與傳統(tǒng)法工藝更為接近，在老廠改造方面更 具推廣優(yōu)勢(shì)。但倒置AAO新工藝還存在以下不足：首先存在活性污泥法的一些通病，如低 溫條件下系統(tǒng)硝化功能將大幅度降低、C/N與C/P值過(guò)低時(shí)除磷脫氮效果將受到 影響、有毒有害廢水會(huì)大大影響工藝的處 理效果等；其次，有關(guān)脫氮除磷泥齡矛盾、好氧段同步硝化反硝化作用及其對(duì)系統(tǒng)除磷脫氮的影響5、污泥回流比的選擇對(duì)實(shí)際污水廠改造的影響以及改 造前后系統(tǒng)能耗變化等

9、方面的研究都還 有待深入。2應(yīng)用實(shí)例2 1常州城北、清潭、麗華污水廠常州市城北污水廠處理設(shè) 計(jì)總規(guī)模已達(dá)15 104m 3/d,共分三期完成。一期原 采用活性污泥工藝,二期原采用A 2/0工藝,后均改為倒置AA0工藝。目前城 北污水廠實(shí)際進(jìn)水量為(1112 104 m 3/d,出水水質(zhì)良好,達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。城北污水 廠所接納的污水中約30%為工業(yè)廢水。二期工程的運(yùn)行參數(shù)如下：進(jìn)水流量為 41700m 3/d,平均水力停 留時(shí) 間為13. 4h, C OD污泥 負(fù) 荷為0. 17kgCOD/ (kg MLSS d ,泥齡為9. 0d, MLSS為3. 15g/L,好氧 段DO為2. 6mg/L,污

10、泥回流比為 75%。運(yùn)行結(jié)果 表明，各項(xiàng)出水指標(biāo)都達(dá)到了城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放新標(biāo)準(zhǔn)(GB 18918 2002 一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的要求。常州市清潭污水廠始建于1981年,處理總規(guī)模為2. 5 104m 3/d,進(jìn)水中工業(yè)廢水占30%左右。原 三期處理工藝為鼓風(fēng)曝氣活性污 泥法,現(xiàn)改造為倒 置AAO工藝,運(yùn)行參數(shù)如下：進(jìn)水流量為43204 800m 3/d, B OD 污泥 負(fù)荷為 0. 150. 2kgB OD 5/ (kg MLSS d ,泥齡為 12. 1d, MLSS 為 5. 2g/L, 好氧段DO為1. 54. 5mg/L,污泥回流比為150%。四期工程的處理規(guī)模為1.5 104m 3/

11、d,原為常規(guī)A 2/O工藝,現(xiàn)改造為倒置AAO工藝,運(yùn)行參數(shù)如下：進(jìn)水流 量為 1320014880m 3/d, BOD污泥負(fù)荷為 0. 08 0. 15kgBOD 5/(kgMLSS d ,泥齡為 17. 0d, MLSS 為 3. 8g/L,好氧段 DO 為 1. 02. 0mg/L,污泥回流 比為 100%。麗華污水廠總處理規(guī)模為2. 0 104m 3/d,目前實(shí)際進(jìn)水量為(1. 71.8 104m3/d?，F(xiàn)有一、二、三期工程都采用倒置AAO工藝。一、二期工程原為傳統(tǒng)活 性污泥工藝,三期工程原為A 2/O工藝,改造后運(yùn)行參 數(shù)如下：進(jìn)水流 量為1 104m 3/d 左右,BOD 污泥負(fù)荷

12、為 0. 0560. 12kgBOD 5/(kg MLSS d ,泥齡 為 15. 0d, MLSS為4. 0g/L,污泥回 流比 為100%。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，清潭、麗華污水廠的處理效果與 城北污水廠一致。22青島李村河污水廠青島市李 村河污水廠設(shè)計(jì)總規(guī)模為17 104 m 3/d,其中一期工程規(guī)模為8 104m 3/d,現(xiàn)實(shí)際處 理規(guī)模為4. 5 104m 3/d。該廠按脫氮除磷VIP工藝進(jìn)行設(shè)計(jì), 也可按A/O或A 2/0不同工藝運(yùn)行。李2004VOI. 20中國(guó)給水排水 No. 9村河污水 廠所接 納的污水中 約70%為工 業(yè)廢水。2000年5月2002年12月 通過(guò)取消內(nèi)回流的辦法 改為

13、倒置AAO工藝,運(yùn)行參數(shù)如下：進(jìn)水流量為4. 5 104m 3/d左右,水力停留時(shí)間為16. 7420h, COD污泥負(fù)荷為0. 1820. 269kgC OD/（kgMLSS d ,泥齡 為 820d, MLSS 為 3. 8864. 512g/L,污泥回流比 為 175%212%,缺氧區(qū)、厭氧區(qū)進(jìn)水分配比為3 1或全部從缺氧區(qū)進(jìn)水。從李村河污水廠的實(shí)際運(yùn)行情況看，倒置AAO工藝同樣適用于以工業(yè)廢水為 主的高濃度城市污水脫氮除磷處理。該工藝在各種不同環(huán)境條件下均可保持穩(wěn)定運(yùn)行，同時(shí)對(duì)有機(jī)物、氮、磷具有較高的去 除能力（李村河污水廠的C OD、TP 去除率分別達(dá)到了 90%、85%以上。但倒置

14、AAO工藝與其他生物脫氮除磷工藝 一樣容易受低溫影響，會(huì)導(dǎo)致脫氮效 率下降。在常溫條件下，倒置AAO工藝的脫 氮效率可以達(dá)到85%以上；在低溫條件下（水溫15 ,通過(guò)調(diào)整工藝運(yùn)行條 件可使 脫氮效率達(dá)到65% 75%。另?yè)?jù)該廠的統(tǒng)計(jì)，倒置AAO工藝的運(yùn)行能耗 比 VIP/UCT工藝的低11. 9%,同時(shí)曝氣系統(tǒng)能耗也 降低12. 3%。23青島團(tuán)島污水廠團(tuán)島污水廠設(shè)計(jì)規(guī)模為10 104m 3/d,但目前實(shí)際進(jìn)水量?jī)H為（46 104m 3/d。 進(jìn)水中80%以上為生活污水。該廠原采用改良 A 2/O工藝（即 A+ A 2/O工藝，后 調(diào)整為倒置AAO工藝。原回流污泥 反硝化池和厭氧池變成了缺氧池

15、，原缺氧池變 成了厭氧池,好氧池不變。運(yùn)行參數(shù)如下：水力停留時(shí)間 為23h, BOD污泥負(fù)荷為 0. 10kgBOD 5/（kgMLVSS d ,泥齡為 1520d, MLSS 為 4. 0g/L,污泥回流比為 100%200%。該廠的COD、TP去除率分別達(dá)到了 90%、85%以上。另外，在冬季低溫條 件下其硝化反硝化功能也受到一定的影響，但通過(guò)適當(dāng)調(diào)整運(yùn)行條件，脫氮效率達(dá) 到75%以上。3運(yùn)行參數(shù)探討通過(guò)總結(jié)各工程實(shí)例的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)及課題組多年來(lái)的研究成果，提出了倒置 AAO工藝適宜的生產(chǎn)運(yùn) 行參數(shù)（見(jiàn)表1。表1中推薦的倒置AAO工藝運(yùn)行參數(shù)可以用于指導(dǎo)新建污水廠的設(shè)計(jì)和老 污水廠的改造，但應(yīng)

16、視不同地域的不同污水水質(zhì)和工藝處理要求作出合理調(diào)整。如該工藝用于處理高濃度城市污水時(shí)，設(shè)計(jì)水力停留時(shí)間可較長(zhǎng)（如青島李村河、 團(tuán)島污水廠為1620h ,而處理低濃度城市污水時(shí)則較短（如常州城北、清潭、麗 華污水廠為1012h。又如污 泥濃度的設(shè)計(jì)，應(yīng)用于傳統(tǒng)活性污泥法工藝?yán)蠌S改造 時(shí)取57g/L,而應(yīng)用于常規(guī)A 2/O工藝的改造或者 脫氮除磷功能污水廠的新建時(shí)則 取 4. 0g/L。表1倒置AAO工藝的主要運(yùn)行參數(shù)Tab. 1 Main operating parameters of inverted AAO procesS!行參數(shù) 取值缺氧區(qū)水力停留時(shí)間（h 2. 04. 0厭氧區(qū)水力停留時(shí)

17、間（h 2. 04. 0好氧區(qū)水力停留時(shí)間（h 6. 010. 0污泥回流比R 1. 52. 5泥齡SR T （d 820缺氧區(qū)、厭氧區(qū)進(jìn)水分配比3 1好氧區(qū)溶解氧 DO（mg/L 1. 52. 0污泥負(fù)荷kgBOD 5/（kgMLSS d 常溫0. 15低溫0. 10污泥濃度(g/L傳統(tǒng)活性污泥法老廠改造57常規(guī)A 2/0工藝污水廠改造4. 0新建污水廠4. 0參考文獻(xiàn)：1 張波,高廷耀.倒置AA0工藝的原理與特點(diǎn)研究J.中國(guó)給水排水,2000, 16(3 :11-15.2 張波.短時(shí)厭氧區(qū) 生化特性 及其對(duì)聚磷菌除磷行為的影響J.青島建筑 工程學(xué)院學(xué)報(bào)，1997, 18(4 :26-31. 3高廷耀,周增炎.無(wú)脫氮除磷功能廢水處理 廠的改造簡(jiǎn)易改造城市污水廠的三 種脫氮除磷新