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倒置AAO工艺的设计特点与运行参数现有城市污水脱氮除磷技术主要有以下三大类:A2/O工艺、氧化沟法和SBR法，其中A2/O脱氮除磷工艺是应用较为广泛的一类，近十年来出现了倒置AAO工艺[’一’〕、A+A2/O工艺、Trizon工艺等改良型AZ/O工艺。倒置AAO工艺的设计特点与常规A2/O工艺相比，倒置AAO工艺省去了混合液内回流，适当加大了污泥回流比，其工艺流程如图1所示。根据进水水质不同，通过缩短初沉时间或者取消初沉池(由超越管实现)来满足倒置AAO工艺的需要:初沉时间的缩短，一方面使得沉砂池出水中的微生物和部分或全部有机物直接进入生化反应系统，增加了反应池进水的有机物总量，保证了脱氮除磷新工艺对碳源的需要，提高了生化反应系统对氮、磷的去除效率;另一方面为微生物提供了良好的栖息场所，使系统的生物种类和数量都大幅度提高。缺氧池、厌氧池配有搅拌设备，好氧池通过曝气维持供氧。三个工艺段的作用如下:缺氧段，微生物利用进水中有机物为碳源，使得回流污泥带来的硝态氮反硝化，形成Nz或N,0，逸至大气中，达到脱氮目的;厌氧段，水中溶解氧和硝态氮结合氧均已消耗完毕处于厌氧状态，聚磷微生物利用胞内聚磷分解产生的能量吸收污水中的易降解COD，同时释放磷酸盐;好氧段前段主要降解污水中的有机质并过量吸磷，到好氧区后段则BOD大幅度降低，BOD/TKN值较低利于硝化菌的生长，主要进行硝化反应。缺氧段、厌氧段并无严格的界限，主要取决于工艺构筑物采用的形式和前置反硝化的效果。生化反应池较高的污泥浓度不仅从固定的生化反应池容积中争取到好氧池硝化所需要的反应容积，而且活性污泥絮体内部的缺氧微环境使得硝化和反硝化过程在曝气时段内就同步进行，从而为进一步提高系统的脱氮效率创造了条件。倒置AAO工艺具有以下特点[4]:①缺氧区位于工艺系统首端，优先满足反硝化碳源需求，强化了处理系统的脱氮功能;②所有的回流污泥全部经过完整的厌氧释磷与好氧吸磷过程，具有“群体效应”，同时聚磷菌经过厌氧释磷后直接进人生化效率较高的好氧环境，其在厌氧状态下形成的吸磷动力可以得到充分利用，提高了处理系统的除磷能力;③通过取消初沉池或缩短初沉池停留时间，不仅增加了系统脱氮除磷所需的碳源，而且提高了处理系统内的污泥浓度，强化了好氧区内的同步反硝化作用，进一步缓解了处理系统内的碳源矛盾，提高了处理系统的脱氮除磷效率;④将常规AZ/O工艺的混合液回流系统与污泥回流系统合二为一组成了唯一的污泥回流系统，工艺流程简捷，运行管理方便，占地面积减少;⑤与常规AZ/O工艺相比，倒置AAO工艺的流程形式和规模要求与传统法工艺更为接近，在老厂改造方面更具推广优势。但倒置AAO新工艺还存在以下不足:首先存在活性污泥法的一些通病，如低温条件下系统硝化功能将大幅度降低、C/N与UP值过低时除磷脱氮效果将受到影响、有毒有害废水会大大影响工艺的处理效果等;其次，有关脱氮除磷泥龄矛盾、好氧段同步硝化反硝化作用及其对系统除磷脱氮的影响、污泥回流比的选择对实际污水厂改造的影响以及改造前后系统能耗变化等方面的研究都还有待深入。2应用实例2.，常州城北、清潭、丽华污水厂常州市城北污水厂处理设计总规模已达15x104m3/d，共分三期完成。一期原采用活性污泥工艺，二期原采用AZ/O工艺，后均改为倒置AAO工艺。目前城北污水厂实际进水量为(11一12)x104m3/d，出水水质良好，达到设计标准。城北污水厂所接纳的污水中约30%为工业废水。二期工程的运行参数如下:进水流量为41700m3/d，平均水力停留时间为13.4h,COD污泥负荷为0.17kgCOD/(kgMLSS·d)，泥龄为9.0d,MISS为3.15岁L，好氧段DO为2.6mg/L，污泥回流比为75%。运行结果表明，各项出水指标都达到了城镇污水处理厂污染物排放新标准(GB18918-2002)一级标准的要求。常州市清潭污水厂始建于1981年，处理总规模为2.5X104m3/d，进水中工业废水占30%左右。原三期处理工艺为鼓风曝气活性污泥法，现改造为倒置AAO工艺，运行参数如下:进水流量为4320-4800m3/d,BOD污泥负荷为0.15一0.2kgBOD,/(kgMLSS·d)，泥龄为12.1d,MLSS为5.2g/L，好氧段DO为1.5一4.5mg/L，污泥回流比为150%o四期工程的处理规模为1.5x104m3/d，原为常规AZ/O工艺，现改造为倒置AAO工艺，运行参数如下:进水流量为13200一14880m3/d,BOD污泥负荷为0.08一0.15kgBOD,/(kgMLSS·d)，泥龄为17.0d,MLSS为3.8扩L，好氧段DO为1.0一2.0mg/L，污泥回流比为100%丽华污水厂总处理规模为2.0x104m3/d，目前实际进水量为(1.7一1.8)x104m3/d。现有一、二、三期工程都采用倒置AAO工艺。一、二期工程原为传统活性污泥工艺，三期工程原为AZ/0工艺，改造后运行参数如下:进水流量为1x104m3/d左右，BOD污泥负荷为0.056一0.12kgBOD5/(kgMLSS·d)，泥龄为15.0d,MLSS为4.0岁L，污泥回流比为100%。监测结果表明，清潭、丽华污水厂的处理效果与城北污水厂一致。2.2青岛李村河污水厂青岛市李村河污水厂设计总规模为17X10(4)m3/d，其中一期工程规模为8x104m3/d，现实际处理规模为4.5x104m3/d。该厂按脱氮除磷VIP工艺进行设计，也可按A/。或AZ/O不同工艺运行。李村河污水厂所接纳的污水中约70%为工业废水。200()年5月一2002年12月通过取消内回流的办法改为倒置AAO工艺，运行参数如下:进水流量为4.5x100m3/d左右，水力停留时间为16.74一20h,COD污泥负荷为0.182一0.269k邪OD/(kgMLSS·d)，泥龄为8一20d,MISS为3.886一4.512梦L，污泥回流比为175%一212%，缺氧区、厌氧区进水分配比为3:1或全部从缺氧区进水。从李村河污水厂的实际运行情况看，倒置AAO工艺同样适用于以工业废水为主的高浓度城市污水脱氮除磷处理。该工艺在各种不同环境条件下均可保持稳定运行，同时对有机物、氮、磷具有较高的去除能力(李村河污水厂的COD,TP去除率分别达到了90%,85%以上)。但倒置AAO工艺与其他生物脱氮除磷工艺一样容易受低温影响，会导致脱氮效率下降。在常温条件下，倒置AAO工艺的脱氮效率可以达到85%以上;在低温条件下(水温15℃)，通过调整工艺运行条件可使脱氮效率达到65%-75%。另据该厂的统计，倒置AAO工艺的运行能耗比VIP/UCT工艺的低11.9%，同时曝气系统能耗也降低12.3%。2.3*岛团岛污水厂团岛污水厂设计规模为10x10(4)M3/d，但目前实际进水量仅为(4一6)x100m3/d。进水中80%以上为生活污水。该厂原采用改良AZ/O工艺(即A+AZ/O工艺)，后调整为倒置AAO工艺。原回流污泥反硝化池和厌氧池变成了缺氧池，原缺氧池变成了厌氧池，好氧池不变。运行参数如下:水力停留时间为23h,BOD污泥负荷为0.10kgBOD5/(kgMLVSS·d)，泥龄为15一20d,MISS为4.0岁L，污泥回流比为100%一200%.该厂的COD,TP去除率分别达到了90%,85%以上。另外，在冬季低温条件下其硝化反硝化功能也受到一定的影响，但通过适当调整运行条件，脱氮效率达到75%以上。3运行参数探讨通过总结各工程实例的运行经验及课题组多年来的研究成果，提出了倒置AAO工艺适宜的生产运行参数(见表1)。表1中推荐的倒置AAO工艺运行参数可以用于指导新建污水厂的设计和老污水厂的改造，但应视不同地域的不同污水水质和工艺处理要求作出合理调整。如该工艺用于处理高浓度城市污水时，设计水力停留时间可较长(如青岛李村河、团岛污水厂为16一20h)，而处理低浓度城市污水时则较短(如常州城北、清潭、丽华污水厂为10一12h)。又如污泥浓度的设计，应用于传统活性污泥法工艺老厂改造时取5一7梦L，而应用于常规AZ/0工艺的改造或者脱氮除磷功能污水厂的新建时则取4.0g/Lo表1倒2AAO工艺的主要运行参数Tab.lMainoperatingparametersofinvertedAAOproce参考文献:[I]张波，高廷耀.倒置AAO工艺的原理与特点研究【J].中国给水排水，2000,16(3):11一15.[2」张波.短时厌氧区生化特性及其对聚磷菌除磷行为的影响〔J].青岛建筑工程学院学报，1997,18(4);26-31.[3]高廷耀，周增炎.无脱氮除磷功能废水处理厂的改造—简易改造城市污水厂的三种脱氮除磷新工艺[J].同济大学学报(自科版),2000,28(3):324一327.[4]张波，高廷耀.生物脱氮除磷工艺厌氧/缺氧环境倒置效应[J].中国给水排水，1997,13(3):7一10.[5]金有祥，张万勤.改良型AZ/0工艺综述【J].科技交流，2002,32(2):75一78.[6]万年红.AZ/0工艺的改良与设计应用【J].中国给水排水，2003，19(8):81一83.