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活性污泥法之AO与A2O工艺

作者:admin     发布时间:2019-12-03 15:59     浏览次数::

AO(Anoxic Oxic)工艺法:也叫厌氧好氧工艺法,A(Anaerobic)是厌氧段,用于脱氮除磷;O(Oxic)是好氧段,用于除水中的有机物。
它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外,还具有一定的脱氮除磷功能,是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理,所以AO法是改进的活性污泥法。
A段DO: 不大于0.2mg/L
O段DO: 2~4mg/L
分解为: 小分子有机物 

A/O法脱氮工艺的特点
(a) 流程简单,无需外加碳源与后曝气池,以原污水为碳源,建设和运行费用较低;
(b) 反硝化在前,硝化在后,设内循环,以原污水中的有机底物作为碳源,效果好,反硝化反应充分;
(c) 曝气池在后,使反硝化残留物得以进一步去除,提高了处理水水质;O段的前段采用强曝气,后段减少气量,使内循环液的DO含量降低,以保证A段的缺氧状态。
(d) A段搅拌,只起使污泥悬浮,而避免DO的增加。
 
A/O法脱氮工艺的优点
①系统简单,运行费低,占地小;
②以原污水中的含碳有机物和内源代谢产物为碳源,节省了投加外碳源的费用;
③好氧池在后,可进一步去除有机物;
④缺氧池在先,由于反硝化消耗了部分碳源有机物,可减轻好氧池负荷;
⑤反硝化产生的碱度可补偿硝化过程对碱度的消耗。
 
A/O法存在的问题
1、由于没有独立的污泥回流系统,从而不能培养出具有独特功能的污泥,难降解物质的降解率较低;
2、若要提高脱氮效率,必须加大内循环比,因而加大运行费用。此外,内循环液来自曝气池,含有一定的DO,使A段难以保持理想的缺氧状态,影响反硝化效果,脱氮率很难达到90%
 
影响因素
水力停留时间 (硝化>6h ,反硝化<2h )
污泥浓度MLSS(>3000mg/L)
污泥龄( >30d )
N/MLSS负荷率(<0.03 )
进水总氮浓度( <30mg/L)。
背景知识
常见污水处理工艺介绍:
(1)按城市污水处理及污染防治技术政策推荐,
日处理能力在20万立方米以上(不包括20万立方米/日)的污水处理设施,一般采用常规活性污泥法。也可采用其他成熟技术;
日处理能力在10-20万立方米的污水处理设施,可选用常规活性污泥法、氧化沟法、SBR 法和AB法等成熟工艺;
日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施,可选用氧化沟法、 SBR法、水解好氧法、AB法和生物滤池法等技术,也可选用常规活性污泥法。
(2)按城市污水处理及污染防治技术政策要求,在对氮、磷污染物有控制要求的地区,应采用具备较强的除磷脱氮功能的二级强化处理工艺。
日处理能力在10万立方米以上的污水处理设施,一般选用A/O法、A/A/O法等技术。也可审慎选用其他的同效技术;
日处理能力在10万立方米以下的污水处理设施,除采用A/O法、A/A/O法外,也可选用具有除磷脱氮效果的氧化沟法、SBR法、水解好氧法和生物滤池法等。
(3)按城市污水处理及污染防治技术政策许可,在严格进行环境影响评价、满足国家有关标准要求和水体自净能力要求的条件下,可审慎采用城市污水排入大江或深海的处置方法。城市污水二级处理出水不能满足水环境要求时,在有条件的地区,可利用荒地、闲地等可利用的条件,采用土地处理系统和稳定塘等自然净化技术进一步处理。
 
基本原理
AO工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,可提高污水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N3)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。 
主要特点
根据以上对生物脱氮基本流程的叙述,结合多年的焦化废水脱氮的经验,我们总结出(A/O)生物脱氮流程具有以下优点:
(1)效率高。该工艺对废水中的有机物,氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于54h,经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀,可将COD值降至100mg/L以下,其他指标也达到排放标准,总氮去除率在70%以上。
(2)流程简单,投资省,操作费用低。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其,在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后,碳氮比有所提高,在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。
(3)缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率。如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有机物的去除率分别为62%和36%,故反硝化反应是最为经济的节能型降解过程。
(4)容积负荷高。由于硝化阶段采用了强化生化,反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术,有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度,与国外同类工艺相比,具有较高的容积负荷。
(5)缺氧/好氧工艺的耐负荷冲击能力强。当进水水质波动较大或污染物浓度较高时,本工艺均能维持正常运行,故操作管理也很简单。通过以上流程的比较,不难看出,生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时,也降解酚、氰、COD等有机物。结合水量、水质特点,我们推荐采用缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程,使污水处理装置不但能达到脱氮的要求,而且其它指标也达到排放标准。

工艺流程
污水由排水系统收集后,进入污水处理站的格栅井,去除颗粒杂物后,进入调节池,进行均质均量,调节池中设置预曝气系统,再经液位控制仪传递信号,由提升泵送至初沉池沉淀,废水自流至A级生物接触氧化池,进行酸化水解和硝化反硝化,降低有机物浓度,去除部分氨氮,然后入流O级生物接触氧化池进行好氧生化反应,在此绝大部分有机污染物通过生物氧化、吸附得以降解,出水自流至二沉池进行固液分离后,沉淀池上清液流入消毒池,经投加氯片接触溶解,杀灭水中有害菌种后达标外排。 由格栅截留下的杂物定期装入小车倾倒至垃圾场,二沉池中的污泥部分回流至A级生物处理池,另一部分污泥至污泥池进行污泥消化后定期抽吸外运,污泥池上清液回流至调节池再处理。 
工艺设施
(1)格栅井
设置目的: 在生活污水进入调节池前设置一道格栅,用以去除生活污水中的软性缠绕物、较大固颗粒杂物及飘浮物,从而保护后续工作水泵使用寿命并降低系统处理工作负荷。
设置特点: 格栅井设置钢筋砼结构,格栅采用手动机械框式。
 
 
(2)调节池
设置目的: 生活污水经格栅处理后进入调节池进行水量、水质的调节均化,保证后续生化处理系统水量、水质的均衡、稳定,并设置预曝气系统,用于充氧搅拌,以防止污水中悬浮颗粒沉淀而发臭,又对污水中有机物起到一定的降解功效,提高整个系统的抗冲击性能和处理效果。
设置特点:调节池设计为钢筋砼结构。
 
(3)调节池提升水泵
设置目的: 调节池内设置潜污泵,经均量,均质的污水提升至后级处理。
设计特点: 潜污泵设置二台,液位控制,水泵采用无堵塞撕裂杂物泵。
 
(4)沉淀池
设置目的: 进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥,使污水真正净化。
设计特点: 设计为竖流式沉淀池,其污泥降解效果好。 采用三角堰出水,使出水效果稳定。 污泥采用气提法定时排泥至污泥池,并设污泥气提回流装置,部分污泥回流至A级生物处理池进行硝化和反硝化,也减少了污泥的生成,也利于污水中氨氮的去除。 该池设计为A3钢结构。
 
(5)A级生物处理池(缺氧池)
设置目的: 将污水进一步混合,充分利用池内高效生物弹性填料作为细菌载体,靠兼氧微生物将污水中难溶解有机物转化为可溶解性有机物,将大分子有机物水解成小分子有机物,以利于后道O级生物处理池进一步氧化分解,同时通过回流的硝炭氮在硝化菌的作用下,可进行部分硝化和反硝化,去除氨氮。
设计特点: 内置高效生物弹性填料,又具有水解酸化功能,同时可调节成为O级生物氧化池,以增加生化停留时间,提高处理效率。 该池设计为A3钢结构。
 
(6)O级生物处理池(生物接触氧化池)
设置目的: 该池为本污水处理的核心部分,分二段,前一段在较高的有机负荷下,通过附着于填料上的大量不同种属的微生物群落共同参与下的生化降解和吸附作用,去除污水中的各种有机物质,使污水中的有机物含量大幅度降低。后段在有机负荷较低的情况下,通过硝化菌的作用,在氧量充足的条件下降解污水中的氨氮,同时也使污水中的COD值降低到更低的水平,使污水得以净化。
设计特点: 该池由池体、填料、布水装置和充氧曝气系统等部分组成。 该池以生物膜法为主,兼有活性污泥法的特点。 池中填料采用弹性立体组合填料,该填料具有比表面积大,使用寿命长,易挂膜耐腐蚀不结团堵塞。填料在水中自由舒展,对水中气泡作多层次切割,更相对增加了曝气效果,填料成笼式安装,拆卸、检修方便。 该池分二级,使水质降解成梯度,达到良好的处理效果,同时设计采用相应导流紊流措施,使整体设计更趋合理化。 池中曝气管路选用优质ABS管,耐腐蚀。不堵塞 ,氧利用率高。 
该池设计为A3钢结构。
 
(7)沉淀池
设置目的: 进行固液分离去除生化池中剥落下来的生物膜和悬浮污泥,使污水真正净化。
设计特点: 设计为竖流式沉淀池,其污泥降解效果好。采用三角堰出水,使出水效果稳定。 污泥采用气提法定时排泥至污泥池,并设污泥气提回流装置,部分污泥回流至A级生物处理池进行硝化和反硝化,也减少了污泥的生成,也利于污水中氨氮的去除。 该池设计为A3钢结构。

(8)消毒池
设置目的: 二沉池出水流入消毒池进行消毒,使出水水质符合卫生指标要求,合格外排。
设计特点: 消毒池内设计消毒装置,导流板,消毒设计投加氯片接触的消毒方式。该投加方式具有投加方便,简单安全等特点,经消毒后的水再排入市政污水管道或附近水域。 该池设计为A3钢结构。
 
 
(9)污泥池
设置目的: 二沉池排泥定时排入污泥池,进行污泥浓缩,和好氧消化,污泥上清液回流排入调节池再处理,剩余污泥定期抽吸外运(每年二至三次)。
设计特点: 该池设计为A3钢结构。
 
 
(10)风机
设置目的: 供A/O级生化池、调节池中充氧曝气,搅拌。
设计特点: 设置二台,一用一备(交替运行) 风机设计选用百事德(江苏)有限公司,该机具有体积小,噪声低,风量足,性能稳定可靠等特点。
 
 
(11)PC自动控制柜
主机PC机采用日本进口,其它元件采用西门子公司的电器元件,进行全自动程序控制运行。
 
A2O法处理工艺,又称AAO法处理工艺,Anaerobic-Anoxic-Oxic(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。工艺流程如图所示:

 该法是20世纪70年代,由美国的一些专家在AAO法脱氮工艺基础上开发的。其工艺特点是:
  1、在系统上A20法可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺,总水力停留时间少于其他类工艺;
  2、在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,不易发生污泥丝状膨胀,SVI值一般小于100;
  3、污泥含磷高,具有较高肥效;
  4、运行中勿需投药,两个A段只用轻轻搅拌,以不增加溶解氧为度,运行费用低。

各反应器单元功能
  1、厌氧反应器,原污水与从沉淀池排出的含磷回流污泥同步进入,本反应器主要功能是释放磷,同时部分有机物进行氨化;   
    2、缺氧反应器,首要功能是脱氮,硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的,循环的混合液量较大,一般为2Q(Q为原污水流量);   
    3、好氧反应器——曝气池,这一反应单元是多功能的,去除BOD,硝化和吸收磷等均在此处进行。流量为2Q的混合液从这里回流到缺氧反应器。
  4、沉淀池,功能是泥水分离,污泥一部分回流至厌氧反应器,上清液作为处理水排放。
 
工艺特点
  1、本工艺在系统上可以称为最简单的同步脱氮除磷工艺,总水力停留时间少于其他类工艺;   
    2、在厌氧(缺氧)、好氧交替运行条件下,丝状菌不能大量增殖,不易发生污泥丝状膨胀,SVI值一般小于100;   
    3、污泥含磷高,具有较高肥效;   
    4、运行中勿需投药,两个A段只用轻轻搅拌,以不增加溶解氧为度,运行费用低;

存在的待解决问题
1、除磷效果难再提高,污泥增长有一定限度,不易提高,特别是P/BOD值高时更甚;
2、脱氮效果也难再进一步提高,内循环量一般以2Q为限,不宜太高;   
3、进入沉淀池的处理水要保持一定浓度的溶解氧,减少停留时间,防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现,但溶解氧浓度也不宜过高,以防循环混合液对缺氧反应器的干扰。

A2O是Anaeroxic-Anoxic-Oxic的英文缩写,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,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
使用A2O工艺的智能净化槽
 
 
A2O工艺主要是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池、缺氧池,和好氧池。厌氧池是指没有溶解氧,也没有硝酸盐的反应池。其中,水解、酸化、产乙酸、甲烷化同步进行,目的是去除COD。厌氧处理要求控制溶解氧在0.2mg/l以下,是利用厌氧菌的作用,去除废水中的有机物,通常需要时间较长。缺氧池是指没有溶解氧但有硝酸盐的反应池。在脱氮工艺中,主要起反硝化去除硝态氮的作用,同时去除部分BOD,也有水解反应提高可生化性的作用。缺氧池内要设置曝气装置,控制溶解氧在0.2-0.5mg/l,利用兼氧微生物及生物膜来降解废水中的有机物,接触氧化池内的曝气器要慎重选择,既要保证供氧量,又要确保有利于生物膜的脱落、更新。好氧池就是通过曝气等措施维持水中溶解氧含量在2mg/l左右的反应池。适宜好氧微生物生长繁殖,从而处理水中污染物质的构筑物。
好氧池的作用是让活性污泥进行有氧呼吸,进一步把有机物分解成无机物,去除污染物的功能。要控制好含氧量及微生物的其他各需条件的最佳,这样才能使微生物具有最大效益的进行有氧呼吸。 在A2O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。脱氮: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。除磷: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。
A2O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。

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