A2O工艺处理污水的讨论及研究

A2O工艺处理污水的讨论及研究A2O工艺的概述及原理A2O是Anaeroxic-Anoxic-Oxic的英文缩写，A2O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。工作原理其工艺流程图如下图，生物池通过曝气装置、推进器(厌氧段和缺氧段)及回流渠道的布置分成厌氧段、缺氧段、好氧段。污水首先进入厌氧池，兼性厌氧菌将污水中的易降解有机物转化成VFAs。回流污泥带入的聚磷菌将体内的聚磷分解，此为释磷，所释放的能量一部分可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分供聚磷菌主动吸收VFAs，并在体内储存聚-β-羟丁酸PHB。进入缺氧区，反硝化细菌就利用混合液回流带入的硝酸盐及进水中的有机物进行反硝化脱氮，接着进入好氧区，聚磷菌除了吸收利用污水中残留的易降解BOD外，主要分解体内储存的PHB产生能量供自身生长繁殖，并主动吸收环境中的溶解磷，此为吸磷，以聚磷的形式在体内储存。污水经厌氧，缺氧区，有机物分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后浓度已很低，有利于自养的硝化菌的生长繁殖。最后，混合液进入沉淀池，进行泥水分离，上清液作为处理水排放，沉淀污泥的一部风回流厌氧池，另一部分作为剩余污泥排放。在该工艺流程内，BOD5、SS和以各种形式存在的氮和磷将一一被去除。A2O生物脱氮除磷系统的活性污泥中，菌群主要由硝化菌和反硝化菌、聚磷菌组成。在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及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，转化成氮气逸入到大气中，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，将磷除去。工艺特点(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。(2)在同时脱氧除磷去除有机物的工艺中，该工艺流程最为简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。(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)污泥中磷含量高，一般为2．5％以上。该工艺处理效率一般能达到：BOD5和SS为90%~95%，总氮为70%以上，磷为90%左右，一般适用于要求脱氮除磷的大中型城市污水厂。1A2/O工艺机理首段厌氧池内主要进行磷的释放。由于厌氧条件对聚磷菌的抑制作用,促使其以溶解磷的形式释放在好氧池中富集的磷,并大量吸收挥发性有机碳源,为在好氧池中过量吸磷准备条件;缺氧池的首要功能是脱氮。在此反应器中,反硝化菌利用污水中的有机物作碳源,将内循环混合液中带入的大量NO3-N和NO2-N还原为N2,并释放到空气中;好氧池具有多种功能:首先,有机物被微生物生化氧化,降低污水中有机物含量;其次,有机氮被氨化继而被硝化,NH3-N浓度显著下降,而磷则随着聚磷菌的过量摄取,也以较快的速率下降。AAO法污水处理开工调试AAO法污水处理开工运行前必须先进行好氧活性污泥的培养驯化,污泥的培养驯化过程如下。2.1培养过程(1)污泥买来后,将其投入检查合格的曝气池内,注入清水,此时水温应保持在25～30℃之间,温度不能太高,应模拟正常生产时的温度。冬天温度最少也要控制在20℃以上。因为在20～28℃之间是细菌繁殖的最佳温度,注入温度适宜的清水后,启动风机曝气,风量不能大,沉淀后放掉上清液,以洗掉污泥中的化学药剂和细菌的毒素,清洗的次数看具体情况而定。(2)开始培养时,加入过滤后的粪清,测一下曝气池化学需氧量COD,达到500～700mg/L即可。同时加入磷盐,按纯磷5mg/L废水来计算,再加入葡萄糖。其中,糖类是能量,磷盐和粪清是养料。尿素视氮的含量情况适当添加。培养时稀释水可以少加一点。(3)曝气后10min,测一下溶解氧和COD。培养之初因污泥没有活性,对溶解氧及COD的消耗很少,曝气量要适当调小,只要泥不沉就行。还可以考虑间隔曝气,时间看情况而定。(4)曝气后需做一些比较工作,就是通过测定30min沉降比,计算泥量,以便观察污泥的生长情况。(5)培养一段时间后,如果发现COD或溶解氧与投入之初有明显减小,就应增加COD的浓度,同时控制好溶解氧在1～2mg/L,以免细菌得不到足够的营养而自身分解。曝气量不能过大,以免把没有活性的污泥冲散,使细菌流失死亡。(6)随着细菌的活性增加,会排出一定量的毒物,这时就隔一天换一定量的水,在这个过程中要做好活性污泥量的比较工作,看看泥量是否增加,COD每天早晨和傍晚各做一次,以比较所消耗的COD。(7)进行镜检工作。如果观察到大量的透明状的细菌,说明这时的细菌很活跃,但还没有形成活性污泥,因为没有结合好。在以后发现了菌胶团且沉降性能好,此时说明活性污泥培养成功。观察污泥用低倍显微镜(160倍)就可以了。2.2驯化过程30min沉降比达到30%～40%,就可以考虑进入活性污泥的驯化阶段。(1)配制一定浓度的废水(酚500～600mg/L,氨氮400～500mg/L)代替清水,用潜水泵打到曝气池中,每次喷洒5t左右,每天喷洒2～3次,在喷洒期间要间断进适量的营养水。(2)间断曝气。做好曝气池内的酚、氨氮、COD的化验分析,看活性污泥消耗酚、氨氮、COD的情况。(3)如果30min沉降比在增加,说明细菌在这种浓度下能生长繁殖,这时就可以增加废水的浓度和次数。在这个过程中,一定要注意废水中的污染因子浓度,可能会积累而影响污泥的生长,要勤排水。换水可间断或连续,视情况而定。(4)驯化浓度达到一定的要求,说明细菌适应了工业废水的要求,这时可以连续进水。外加养料减少的过程就是废水浓度增加的过程。在这个过程中要注意30min沉降比的变化,通过镜检观察污泥的生长情况。调节好污泥回流量,防止污泥回流不及时在二沉池腐化上浮。连续进水初始阶段,沉降比会降低,有部分污泥进入了二沉池。驯化5～10d左右,曝气池沉降比增加30%以上,就可以适当排入剩余污泥,驯化阶段结束。(5)自养型硝化菌的培养。好氧池污泥沉降比达到30～40时,池内菌种主要以异养型细菌为主,而反硝化主要是以自养型硝化菌为主。自养型硝化菌一般在有机物浓度较低的环境中能迅速繁殖生长,BOD5应在20mg/L以内。若BOD5浓度过高,会使异养菌迅速繁殖,抑制自养型硝化菌的生长。我们采取了以下措施以保证自养型硝化菌的繁殖。降低进水中BOD5的浓度,一般以控制好氧池中的挥发酚、氨氮为参考依据。挥发酚控制在15mg/L以内,氨氮在20mg/L以内。控制合适的溶解氧。好氧池内溶解氧的浓度一般控制在4～6mg/L以内。控制污泥在好氧池内的停留时间,污泥在好氧池内的停留时间一般在36h左右。控制好好氧池的温度,好氧池温度控制在22～30℃。(6)污泥经过约一周低浓度的培养后,通过检测可以看出,好氧池中的亚硝酸盐逐渐减少,随之大量的硝酸盐出现,标志自养型硝化菌培养成熟,厌氧缺氧池的挂膜条件成熟。2.3厌氧缺氧挂膜处理的优点(1)滤床填料比表面积大,有较大的生物膜量。(2)既可适用于高浓度废水,也可适用于低浓度的废水处理,也就是说有相当大的抗冲击负荷,稳定性强。(3)进水均匀。(4)无需回流污水和回流污泥,节能便于操作。(5)生物挂膜上的剪切使老化的生物膜不断脱落,可使膜上的生物保持较高的活性。(6)便于管理和运行。2.4厌氧缺氧的开启步骤(1)配制好一部分废水注入厌氧池和缺氧池,COD控制在400mg/L左右,挥发酚控制在100mg/L左右,以把水注满滤床为止。(2)从好氧池抽泥水进缺氧和厌氧池,进行挂膜,泥水要均匀布置在厌氧池和缺氧池的各个地方,投入一定量的铁粉或黄泥水,以便污泥更好更快地吸附在膜上。然后投加一定量的磷、葡萄糖、白面粉或是粪清水。(3)初始挂膜的第二天,重复第一天的工作,抽泥水往厌氧池、缺氧池内,抽完后3～4h向缺氧池内补上3～5t处理后的污水,以提供硝酸氮,给细菌提供氧源以反硝化。pH值对硝化菌的生长繁殖有很大的影响,在一定的温度下,pH在8.0～8.5之间,硝化速度可达最大值。在培养周期内可看到如下现象:第一、二天,池面上有一点点白色淡淡的泡沫,这说明已有一小部分兼氧厌氧菌开始工作了。第三、四天,在池面上有一定量的白色微黄的泡沫均匀的分散在缺氧池的表面。第五天,看到缺氧池表面有白色微黄的,一圈一圈均匀分布的泡沫圈,同时有阵阵淡淡的泥土味发出,这说明兼氧厌氧菌在正常工作。(4)在确认厌氧菌正常工作时,每天进2～3次的处理后的出水,进2～3次配好的原水,同时投加一定的营养,连续几天,通过查看挂膜,可看出缺氧、厌氧池内的污泥浓度大幅度增加,有较强的增凝能力。这时,缺氧、厌氧菌已经培养成功,具备全面开工的条件。通过以上操作,AAO法的开工运行准备完成了。全线开工,根据AAO法的工艺流程进行调节操作即可。3需进行改造的方面为保证系统的长期连续稳定运行,对系统进行了一定的调整。(1)把两个事故调节池改为均和池,在均和池上加了3台卧式泵,同时,在均和池内加蒸汽、空气和稀释水。原因是:1)无论什么工艺,要求进水稳定,这有利于细菌的成长,是保证出水稳定的前提。2)均和池开启后,同时兼着事故调节池的作用,我们用左边池的同时,原水进右边池,两边交替使用。3)蒸氨、冷鼓工段不可能永远稳定,如不进行工艺调整,前2个工段任何1个停下,生化马上就停,而生化恰恰需要长期稳定的进水。改造后,我们有2个池水可进,能保证2d的进水。4)我们对进水的温度、pH值、浓度进行有效的配制,以达到细菌所需的最佳要求。A2/O工艺流程(见图1)2A2/O工艺处理效果的影响因素及分析2.1温度的影响温度是影响A2/O工艺脱氮效果的主要因素,且温度对脱氮的影响比对除磷的影响大[3]。在好氧段,硝化反应在5～35℃时,其反应速率随温度升高而加快,适宜的温度范围为30～35℃。当低于5℃时,硝化菌的生命活动几乎停止。有人提出硝化细菌比增长速率μ与温度的关系为:μ=μ0θ(T20),式中μ0为20℃时最大比增长速率,θ为温度系数,对亚硝酸菌θ为1.12、对硝酸菌为1.07。缺氧段的反硝化反应可在5～27℃时进行,反硝化速率随温度升高而加快,适宜的温度范围为15～25℃。厌氧段,温度对厌氧释磷的影响不太明显,在5～30℃除磷效果均较好。2.2pH值的影响在厌氧段,生物除磷系统适宜的pH范围与常规生物处理相同,为中性或微碱性,最适宜的pH值为6～8,对pH不合适的工业废水,处理前须先进行调节,以避免污泥中毒。而在兼氧段,反硝化细菌脱氮适宜的pH值为6.5～7.5。在耗氧反硝化段,一般认为亚硝化细菌的最佳pH值为8.0～8.4,若pH过高,则NH4+---NH3平衡被打破,NH3浓度增加,由于硝化细菌对NH3极敏感,结果必会影响到硝化作用的速率。2.3溶解氧的影响溶解氧的存在会抑制异养硝化盐还原反应,其作用机理为:(1)氧阻抑硝酸盐还原酶的形成(有些反硝化细菌必须在厌氧和有硝酸盐存在的条件下才能诱导合成硝酸盐还原酶);(2)氧可作为电子受体,竞争性地阻碍硝酸盐的还原。A2/O系统在实际运行时,为获得更高的脱氮效果,常采用较大的内回流比,使更多的NO3-N进入到兼氧池进行反硝化处理,造成回流混合液中溶解氧破坏了缺氧硝化环境,阻断反硝化反应的进行。因此为调和兼氧池中溶解氧量与内回流比的矛盾,对一个确定的A2/O工艺系统,应根据兼氧池中溶解氧量与内回流比的关系,正确选择恰当的内回流比。同样,厌氧池中的溶解氧也是影响生物释磷的因子之一,氧的存在使混合液的氧化还原电位提高,抑制聚磷细菌的释磷作用,同时微生物耗氧呼吸消耗了一部分可生物降解的挥发性有机基质,使聚磷细菌可吸收利用的有机物大大减少,降低了其在好氧条件下吸收并储存磷的能力。因此曝气池中溶解氧含量并非越高越好,过量的溶解氧随活性污泥进入到厌氧池,因此A2/O系统的曝气量应根据功能需要进行优化调控。2.4C/N比的影响在A2/O系统中,C/N比是影响系统脱氮除磷效果的关键因素,传统理论认为,脱氮除磷系统中N的负荷不允许超过0.05N/(Gm