万博体育manbetx登陆AAO工藝原理及過程

作者:万博体育manbetx登陆     |    时间:2020-06-04     |    浏览:174

傳統活性污泥法是應用最早的工藝,万博体育manbetx登陆它去除有機物的效率很高,近20年來,水體富營養化的危害越來越嚴重,去除氮、磷列入了污水處理的目標,于是出現了活性污泥法的改進型AO工藝和AAO工藝。AO工藝有兩種,一種是用于除磷的厭氧好氧工藝,一種是用于脫氮的缺氧好氧工藝;AAO工藝則是既脫氮又除磷的工藝。

A-A-O生物脫氮除磷工藝是傳統活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝和生物除磷工藝的綜合。在該工藝流程內,BOD、SS和以各種形式存在的氮和磷將一并被去除。該系統的活性污泥中,菌群主要由硝化菌、反硝化菌和聚磷菌組成,專性厭氧和一般專性好氧菌群均基本被工藝過程所淘汰。在好氧段,硝化細菌將入流中的氨氮及由有機氮氨化成的氨氮,通過生物硝化作用,轉化成硝酸鹽;在缺氧段,反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用,轉化成氮氣逸入大氣中,從而達到脫氮的目的;在厭氧段,聚磷菌釋放磷,并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通過剩余污泥的排放,將磷去除。

在以上三類細菌均具有去除BOD的作用,但BOD的去除實際上以反硝化細菌為主。以上各種物質去除過程可直觀地用圖所示的工藝特性曲線表示。污水進入曝氣池以后,隨著聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段好氧生物分解,BOD濃度逐漸降低。在厭氧段,由于聚磷菌釋放磷,TP濃度逐漸升高,至缺氧段升至最高。在缺氧段,一般認為聚磷菌既不吸收磷,也不釋放磷,TP保持穩定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厭氧段和缺氧段,氨氮濃度穩中有降,至好氧段,隨著硝化的進行,氨氮逐漸降低。在缺氧段,NO3-N瞬間升高,主要是由于內回流帶入大量的NO3-N,但隨著反硝化的進行,硝酸鹽濃度迅速降低。在好氧段,隨著硝化的進行,NO3-N濃度逐漸升高。

A-A-O生物脫氮除磷的功能是有機物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合,因而其工藝參數應同時滿足各種功能的要求。如能有效去除脫氮或除磷,一般也能同時高效地去除BOD,但除磷和脫氮往往是相互矛盾的,具體體現在某些參數上,使這些參數只能局限在某一狹窄的范圍內,這是A-A-O系統工藝控制較為復雜的主要原因。

完全的生物硝化,是高效生物脫氮的前提,因而F/M越低SRT越高,脫氮效率越高,而生除磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除磷是運行較靈活的一種工藝,可以以脫氮為重點,也可以以除磷為重點,當然也可以二者兼顧。如果既要求一定的脫氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般控制在0.1~0.18kgBOD5/(kgMLVSS•d),SRT一般應控制在8~15天。

內回流比r一般在200~500%之間,具體取決于進水TKN濃度,以及所要求脫氮效率,一般認為,300~500%時脫氮效率最佳。外回流比R一般在50~100%的范圍內,在保證二沉池不發生反硝化及二次釋放磷的前提下,應使R降至最低,以免將大多的NO3-N帶回厭氧段,干擾磷的釋放,降低除磷效率。

對于生物脫氮來說,COD/TKN應大于4.0,而生物除磷則要求COD/TP大于20。如果不能滿足上述要求,應向污水中投加有機物。為了提高COD/TKN值,宜投加甲醇做營養源,為了提高COD/TP值,宜投加乙酸等低級脂肪酸。

某些重金屬離子、絡合陰離子及一些有機物隨著工業廢水入處理系統后,如果超過一定的濃度,會導致活性污泥中毒,會使某些生物活性受到抑制。反硝化細菌和聚磷菌對毒物及抑制物質的反應,同傳統活性污泥系統的污泥基本一致,其中毒或抑制劑量見下表。與以菌類相比,硝化細菌更易受到毒物抑制。一些對異養菌無毒的物質會對硝化細菌形成抑制。而同一種抑制物質,在某一濃度水平下,對異養菌無毒性,而對硝化細菌卻可能有抑制作用。

A-A-O生物脫氮除磷工藝,可以通過運行控制,實現以除磷為重點。此時除磷效率可以超過90%,但脫氮效率會非常低。如果運行控制以脫氮為重點,則可獲得80%以上的脫氮效率,而除磷往往在50%以下。在運行良好時,可以實現脫氮與除磷同時超過60%,但要維持高效率脫氮的同時,高效率除磷是不可能的。運行中只能選擇以二者之一為主,若二者兼顧,則效率都不高。

控制回流比時,應首先保證不使污泥在二沉池內停留時間過長,導致反硝化或磷的二次釋放,因此需要保證足夠大的回流比;其次,回流比不能太大,以防過量的NO3-N濃度大于4mg/l,必須降低回流比R。單純從NO3-N對除磷的影響來看,脫氮越完全,NO3-N對除磷的影響越小。運行人員需綜合以上情況,結合本廠的具體特點,確定出最佳的回流比。

內回流比r與除磷的關系不大,因而r的調節完全與反硝化工藝一致。生物反硝化系統的回流比r是一個重要的控制參數。首先r直接決定脫氮效率。假設生物硝化效率和反硝化效率為100%,即所有的TKN均被硝化成NH3-N,回流至缺氧段的所有NH3-N均被反硝化為N2,此時脫氮效率EDN為:

經試驗r取100%、200%、300%、400%、500%五種情況分析,r越大,系統的總脫氮效率越高,出水TN越低。但從另一個方面來看,r太高,對脫氮率有不利的影響。因為r太高,通過內回流自好氧段帶至缺氧段的DO越多,當缺氧段的DO較高時,會干擾反硝化的進行,使總脫氮率下降。當DO高于0.5mg/l時,會使反硝化停止,實際脫氮率降為零。另外,r太高,還會使污水在缺氧段內的實際停留時間縮短,同樣也使脫氮效率降低。

剩余污泥排放宜根據SRT進行控制,因為SRT的大小直接決定該系統是以脫氮為主還是除磷為主。當控制SRT在8~15d范圍內,一般既有一定的除磷效果,也能保證一定的脫氮效果,但效率都不會太高。如果SRT<8d,除非溫度特別高,否則硝化效率非常低,自然也談不上脫氮,但此時的除磷效率則可能很高。如果控制SRT15d,可能使硝化順利時行,從而得到較高的脫氮效率,但由于排泥太少,排泥量僅是A-O除磷工藝的幾分之一,即使污泥中含磷量很高,也不可能得到太高的除磷效率。

對于生物脫氮來說,BOD/TKN應大于4.0,而生物除磷則要求COD/TP大于20。如果不能滿足上述要求,應向污水中投加有機物,補充碳源不足。AAO碳源的需求公式:Cn=4N(式1)Cp=20P(式2)C=Cn+Cp(式3)

A-A-O生物脫氮除磷過程,本質上是一系列生物氧化還原反應的綜合,因而工藝控制較復雜。近年來,國外一些處理廠采用氧化還原電位ORP作為系統的一個工藝控制參數,收到了良好效果。國內也已有處理廠安裝ORP在線測定儀表。

混合液中的DO濃度越高,ORP值越高。當混合液中存在NO3--N時,其濃度越高,ORP值也越高;而當存在PO43P時,ORP則隨著PO43P濃度升高而降低。要保證良好的脫氮除磷效果,厭氧段混合液的ORP應<-250mv,缺氧段宜控制在-100mv左右,而好氧段則應控制在40mv以上。

在運行管理中,①如發現厭氧段ORP升高,則預示著除磷效果已經或將降低。應立即分析ORP升高的原因,并采取對策。如果回流污泥帶入太多的NO3-N,或由于攪拌強度太大產生空氣復氧,都會使ORP值升高;②如發現缺氧段ORP升高,則預示內回流比太大,混合液自好氧段帶入缺氧段的DO太多,另外,攪拌強度太大,產生空氣復氧,同樣也會使ORP升高;③如發現好氧段ORP降低,則說明曝氣不足,使好氧段DO下降。

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