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污水处理厂AAO工艺详述,看完果断收藏了!
发布者:污水处理厂  发布时间:2019-3-12 15:14:09  点击:224

  A-A-O生物脱氮除磷工艺  

相当多的污水处理厂在去除BOD和SS的同时,还要求脱氮并去除磷。此时,应采用A-A-O生物脱氮除磷工艺。

一丶工艺原理及过程

A-A-O生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。在该工艺流程内,BOD、SS和以各种形式存在的氮和磷将一并被去除。该系统的活性污泥中,菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌组成,专性厌氧和一般专性好氧菌群均基本被工艺过程所淘汰。在好氧段,硝化细菌将入流中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。

在以上三类细菌均具有去除BOD的作用,但BOD的去除实际上以反硝化细菌为主。以上各种物质去除过程 可直观地用图所示的工艺特性曲线表示。污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段好氧生物分解,BOD浓度逐渐降低。在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高。在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厌氧段和缺氧段,氨氮浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,氨氮逐渐降低。在缺氧段,NO3--N瞬间升高,主要是由于内回流带入大量的NO3--N,但随着反硝化的进行,硝酸盐浓度迅速降低。在好氧段,随着硝化的进行,NO3--N浓度逐渐升高。

二丶工艺参数和影响因素

A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。如能有效去除脱氮或除磷,一般也能同时高效地去除BOD,但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,具体体现在某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这是A-A-O系统工艺控制较为复杂的主要原因。

2.1 F/M和SRT

完全的生物硝化,是高效生物脱氮的前提,因而F/M越低SRT越高,脱氮效率越高,而生除磷则要求高F/M低SRT。A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。如果既要求一定的脱氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般控制在0.1~0.18kgBOD5/(kgMLVSS•d),SRT一般应控制在8~15天。

2.2 水力停留时间

水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。厌氧段水力停留时间一般在1~2小时范围;缺氧段水力停留时间1.5~2小时;好氧段水力停留时间一般应在6小时。

2.3 内回流与外回流

内回流比r一般在200~500%之间,具体取决于进水TKN浓度,以及所要求脱氮效率,一般认为,300~500%时脱氮效率最佳。外回流比R一般在50~100%的范围内,在保证二沉池不发生反硝化及二次释放磷的前提下,应使R降至最低,以免将大多的NO3--N带回厌氧段,干扰磷的释放,降低除磷效率。

2.4 溶解氧DO

厌氧段DO应控制在0.2mg/l以下,缺氧段DO应控制在0.5mg/l以下,而好氧段DO应控制在2~3mg/l之间。

2.5 BOD/TKN与BOD/TP

对于生物脱氮来说,BOD/TKN应大于4.0,而生物除磷则要求BOD/TP大于20。如果不能满足上述要求,应向污水中投加有机物。为了提高BOD5/TKN值,宜投加甲醇做营养源,为了提高BOD/TP值,宜投加乙酸等低级脂肪酸。

2.6 PH和碱度

A-A-O生物除磷脱氮系统中,污泥混合液的PH应控制在7.0之上,如果PH小于6.5时,可提高碱度。

2.7 温度的影响

温度越高,对生物脱氮越有利,当温度低于15℃时,生物脱氮效率将明显下降。而当温度下降时,则极可能对除磷有利。

2.8 毒物及抑制物质

某些重金属离子、络合阴离子及一些有机物随着工业废水入处理系统后,如果超过一定的浓度,会导致活性污泥中毒,会使某些生物活性受到抑制。反硝化细菌和聚磷菌对毒物及抑制物质的反应,同传统活性污泥系统的污泥基本一致,其中毒或抑制剂量见下表。与以菌类相比,硝化细菌更易受到毒物抑制。一些对异养菌无毒的物质会对硝化细菌形成抑制。而同一种抑制物质,在某一浓度水平下,对异养菌无毒性,而对硝化细菌却可能有抑制作用。


抑制生物硝化的一些有机物


抑制硝化的一些重金属和无机物浓度

1

有机物

产生75%抑制时的浓度(mg/l)


种类

产生抑制时的浓度(mg/l)

2

苯胺

1


六价铬

0.25

3

乙二胺

1


0.005~0.5

4

萘胺

1


0.5

5

芥子油

1


50

6

5.6


0.25

7

甲基引哚

7


0.08~0.5

8

硫脲

0.076


氰化物

0.34

9

氨基硫脲

0.18


硫酸盐

500

三丶A-A-O生物脱氮除磷系统的功效

A-A-O生物脱氮除磷工艺,可以通过运行控制,实现以除磷为重点。此时除磷效率可以超过90%,但脱氮效率会非常低。如果运行控制以脱氮为重点,则可获得80%以上的脱氮效率,而除磷往往在50%以下。在运行良好时,可以实现脱氮与除磷同时超过60%,但要维持高效率脱氮的同时,高效率除磷是不可能的。运行中只能选择以二者之一为主,若二者兼顾,则效率都不高。

该工艺具有使出水TP小于2mg/l,TN小于9mg/l的潜力,但需良好的设计与精心的运行管理。国外很多采用该工艺的处理厂大多数以脱氮为主,兼顾除磷;如果出水中TP超标,则辅以化学除磷方法。

四丶A-A-O生物脱氮除磷系统的工艺控制

4.1 曝气系统的控制

因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O生物脱氮除磷工艺曝气系统的控制与生物反硝化系统一致。

4.2 回流污泥系统的控制

控制回流比时,应首先保证不使污泥在二沉池内停留时间过长,导致反硝化或磷的二次释放,因此需要保证足够大的回流比;其次,回流比不能太大,以防过量的NO3--N浓度大于4mg/l,必须降低回流比R。单纯从NO3--N对除磷的影响来看,脱氮越完全,NO3--N对除磷的影响越小。运行人员需综合以上情况,结合本厂的具体特点,确定出最佳的回流比。

4.3 回流混合液系统的控制

内回流比r与除磷的关系不大,因而r的调节完全与反硝化工艺一致。生物反硝化系统的回流比r是一个重要的控制参数。首先r直接决定脱氮效率。假设生物硝化效率和反硝化效率为100%,即所有的TKN均被硝化成NH3--N,回流至缺氧段的所有NH3--N均被反硝化为N2,此时脱氮效率EDN为:

经试验r取100%、200%、300%、400%、500%五种情况分析,r越大,系统的总脱氮效率越高,出水TN越低。但从另一个方面来看,r太高,对脱氮率有不利的影响。因为r太高,通过内回流自好氧段带至缺氧段的DO越多,当缺氧段的DO较高时,会干扰反硝化的进行,使总脱氮率下降。当DO高于0.5mg/l时,会使反硝化停止,实际脱氮率降为零。另外,r太高,还会使污水在缺氧段内的实际停留时间缩短,同样也使脱氮效率降低。

综上所述,对于某一生物脱氮系统来说,都存在一个最佳的内回流比,在该r下运行,脱氮效率最高。运行人员应根据本厂实际情况,摸索调度出这个最佳的r值。对于典型的城市污水,最佳的r值在300~500%之间。

4.4 剩余污泥排放系统的控制

剩余污泥排放宜根据SRT进行控制,因为SRT的大小直接决定该系统是以脱氮为主还是除磷为主。当控制SRT在8~15d范围内,一般既有一定的除磷效果,也能保证一定的脱氮效果,但效率都不会太高。如果SRT<8d,除非温度特别高,否则硝化效率非常低,自然也谈不上脱氮,但此时的除磷效率则可能很高。如果控制SRT>15d,可能使硝化顺利时行,从而得到较高的脱氮效率,但由于排泥太少,排泥量仅是A-O除磷工艺的几分之一,即使污泥中含磷量很高,也不可能得到太高的除磷效率。

4.5 BOD/TKN与BOD/TP

对于生物脱氮来说,BOD/TKN应大于4.0,而生物除磷则要求BOD/TP大于20。如果不能满足上述要求,应向污水中投加有机物,补充碳源不足。

4.6 ORP的控制

A-A-O生物脱氮除磷过程,本质上是一系列生物氧化还原反应的综合,因而工艺控制较复杂。近年来,国外一些处理厂采用氧化还原电位ORP作为系统的一个工艺控制参数,收到了良好效果。国内也已有处理厂安装ORP在线测定仪表。

混合液中的DO浓度越高,ORP值越高。当混合液中存在NO3--N时,其浓度越高,ORP值也越高;而当存在PO43—P时,ORP则随着PO43—P浓度升高而降低。要保证良好的脱氮除磷效果,厌氧段混合液的ORP应<-250mv,缺氧段宜控制在-100mv左右,而好氧段则应控制在40mv以上。

在运行管理中,①如发现厌氧段ORP升高,则预示着除磷效果已经或将降低。应立即分析ORP升高的原因,并采取对策。如果回流污泥带入太多的NO3--N,或由于搅拌强度太大产生空气复氧,都会使ORP值升高;②如发现缺氧段ORP升高,则预示内回流比太大,混合液自好氧段带入缺氧段的DO太多,另外,搅拌强度太大,产生空气复氧,同样也会使ORP升高;③如发现好氧段ORP降低,则说明曝气不足,使好氧段DO下降。

4.7 PH控制及碱度核算

污泥混合液的PH一般应控制在7.0之上,如果PH<6.5,则应投加石灰,补充碱源量。


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