污水廠的脫氮除磷問題解決方案

污水廠要進行脫氮除磷的話，一般會上 A2/O 工藝，這個工藝結構簡單、水力停留時間（HRT）短且易于控制。目前挺多污水廠都是采用傳統 A2/O 工藝進行污水處理。

然而，生物脫氮除磷的過程中涉及硝化、反硝化、攝磷和釋磷等多個生化過程，而每個過程對微生物組成、基質類型及環境條件的要求存在許多差異。

用傳統A2/O法處理的單泥體系，有效地完成了脫氮除磷過程，就會出現各種矛盾沖突，如泥齡矛盾.碳源競爭.硝酸鹽、溶解氧殘留干擾等。

常規A2O法的矛盾主要表現在以下方面：

一、污泥年齡矛盾。

常規的A2/O工藝屬于一種單泥體系，聚磷菌(PAOs).功能微生物如反硝化細菌與硝化細菌混合生長在同一個系統中，各種微生物達到功能最大化所需要的不同時間：

1)自養硝化細菌與異養菌和反硝化細菌相比，生長周期更長，想要成為優勢菌群，需要控制該體系在長期泥齡條件下運行。冬期體系硝化效果好(SRT)污泥齡(SRT)要控制在30天以上；即使是夏季SRT<5d，系統的硝化效應也會非常弱。

2)PAOs是一種短生代微生物，即使它的最大生長期(Gmax)也比硝化菌的最小世代周期(Gmin)要小。

基于生物除磷的觀點分析富磷污泥的排放是系統磷減量化的唯一途徑。

如果不能及時排泥，一方面由于PAOs的內源呼吸耗盡了胞內糖原(Glycogen)，從而影響厭氧區乙酸鹽的吸收和聚-β-羥基烷酸(PHAs)的貯存；同時，SRT還會影響系統中PAOs和聚糖細菌(GAOs)的生長，嚴重時甚至導致磷污泥磷二次釋放；

長泥齡(SRT=10d)在30℃厭氧條件下，GAOs比PAOs更高，這使得GAOs在體系中更具優勢，從而影響了PAOs釋放行為的充分發揮。

二、碳源競爭和硝酸鹽和DO的殘留干擾。

常規A2/O脫氮除磷系統的碳源主要是釋放磷、反硝化作用、異養細菌的正常代謝等方面的消耗，其中吸磷率和反硝化速率與易降解部分含量密切相關。一般情況下，脫氮與除磷同時進行，進水的碳氮比(BOD5/ρ(TN))>4~5、碳磷比(BOD5/ρ(TP))>20~30。

在較低時，由于前端厭氧區PAOs吸收入水中揮發性脂肪酸(VFAs)及醇類等降解發酵產物，可完成細胞內PHAs的合成，因此，在后期低氧地區，由于缺乏高質量碳源，阻礙了反硝化潛力的充分發揮，降低了系統對TN的去除效率。

在以甲醇或VFAs為碳源的條件下，在反硝化菌內碳源和甲醇、VFAs碳源分別達到17~48.120~900mg/(g·d)。由于反硝化不徹底，殘留的硝酸鹽隨污泥的外倒流進入厭氧區，反硝化菌的反硝化作用優于PAOs利用環境中的有機物質，從而干擾厭氧釋磷的正常進行，并最終影響到系統對磷的有效去除。

一般而言，當NO3-N質量濃度大于1.0mg/L時，當PAOs釋放量達到3~4mg/L/L時，PAOs的釋放能力幾乎完全受到抑制，釋磷(PO43--P)速率下降到2.4mg/(g)。

根據回流部位不同，溶解氧(DO)殘留干擾主要有：

1)通過對氧分子氧(O2)和硝酸鹽(NO3-N)作為電子受體的氧化產能數據進行分析，發現O2是NO3-N電子受體的容量約是NO3-N的1.5倍。所以，在O2和NO3-N同時存在的情況下，反硝化菌和普通異養菌優先以O2作為電子受體代謝能力。

2)氧的存在破壞了PAOs釋放磷所需要的“厭氧壓抑”環境，使厭氧菌在發酵過程中產生酸，阻礙PAOs的正常釋放，導致PAOs與PAOs進行碳源競爭。

對普通厭氧區DO含量應嚴格控制在0.2mg/L以下。在一定意義上說，硝酸鹽和DO殘留物干擾釋磷、反硝化過程的歸根，還是功能菌對碳源的競爭。

常規A2O過程改進策略

1、基于SRT矛盾的復合形式。

傳統的A2/O工藝的好氧區中添加浮動載體填料，使載體表面與生長自養硝化細菌相結合，而PAOs和反硝化細菌處于懸浮生長狀態，結果表明，這種附著態自養硝化細菌的SRT反應相對獨立，其硝化速率受到SRT短程排放的影響不大，并有一定的強化作用。

懸浮物中SRT的加入比例和投配位置的選擇，不僅要考慮硝化作用的強化程度，還應考慮懸浮污泥含量的減少對系統的反硝化、除磷等不利影響。

與之相對的是，載體填料的投配并不意味著可以大幅增加系統排泥量、減少懸浮物中的SRT，從而提高系統除磷效率；反之，SRT的縮短會導致懸浮態污泥(MLSS)含量降低，進而影響系統的反硝化效果。

結果表明，在懸浮物中SRT控制在5d以內時，與傳統A2/O法相比，復合式A2/O法的硝化效果沒有顯著差異，組合A2/O工藝的載體填料不能完全獨立地發揮其硝化性能；如果再降低系統懸浮污泥中SRT的含量而導致硝酸鹽累積，影響厭氧磷正常釋放。

2、基于"碳來源競爭"的方法。

針對傳統A2/O工藝碳源競爭及硝酸鹽、DO殘留量等問題，主要有3個方面：

(九)為應對碳源競爭而采取的對策，如補充外碳源.反硝化和釋放磷碳源的再分配(例如反A2/O過程)；

(九)解決硝酸鹽干擾釋磷所提出的工藝變革，如JHB、UCT、MUCT等；

為了解決DO殘留干擾釋磷，反硝化的問題，可以增加好氧區的末端容積合適的“非曝氣區”。

高鹽廢水MVR蒸發處理現場·處理量0.5t/h`安徽天水

a、外碳來源的補充。

對外碳源進行補充，是針對由于短期內由于水質波動而造成的碳源不足，不改變原工藝池體結構和各功能功能次序而提出的應急措施。可供選擇的碳來源可以分為2類：

1)甲醇、乙醇、葡萄糖、乙酸鈉等有機化合物；

2)替代有機碳來源，如厭氧消化污泥上清液.木屑.牲畜或家禽糞便和工業廢水中含有高碳源。與碳水化合物：纖維素等高碳物質相比，由于微生物以低分子碳水化合物(例如，甲醇.乙酸鈉等)為碳源進行合成代謝需要大量的能量，這使得它們更容易利用這類碳源進行反硝化等分解代謝。

任意一種外碳源的添加，都要經過一定的適應期，才能達到預期效果。

對于需要解決的矛盾主體，選擇合適的碳源投加點，對于系統的穩定運行和節能十分重要。一般說來，在厭氧區投加外碳源，不僅可以提高系統的除磷效果，還可以提高系統的反硝化潛力；但如果反硝化碳源嚴重不足，導致系統TN脫除率不高，則應優先考慮向缺氧區投加。

b、反向A2/O過程及其改進過程。

常規的A2/O工藝是以系統脫氮速率為前提，把釋磷對碳源的需求作為重點，將厭氧區置于工藝前端，后置缺氧區，忽略了釋磷工藝本身不是除磷工藝的目的。

通過對除磷的分析，可以看出，反式A2/O工藝還有兩個優點：

"饑餓效應"。PAOs厭氧釋磷后可直接進入生物化學效率更高的好氧環境，在厭氧條件下所產生的攝磷驅動力可被充分利用。

(四)“集團效應”。使所有參與回流的污泥都能進行完全的釋磷.攝磷過程。但一些研究人員認為，A2/O工藝的布設方式存在問題。

c、JHB.UCT和改進的UCT流程。

相對于倒置入水中的A2/O工藝，JHB(也稱為A+A2/O工藝)和UCT工藝，其最初目的是通過改變外回流位點來解決硝酸鹽.DO殘留干擾釋磷問題。

JHB工藝中氮的去除主要發生在污泥反硝化區域和缺氧區，并且二者去除量相等，設置污泥反硝化區可以改變氮在各功能區的分配比例，使厭氧區更好地釋放磷。

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