美麗鄉村地埋式生活污水處理系統
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傳統A2/O工藝
A2/O工藝是一種典型的除磷脫氮工藝，其生物反應池由厭氧、缺氧、和好氧三段組成，其特點是厭氧、缺氧和好氧三段功能明確，界線分明，可根據進水條件和出水要求，人為地創造和控制三段的時空比例和運轉條件，只要碳源充足，便可根據需要達到比較高脫氮效率。
傳統A2/O工藝存在在以下兩個缺點：①由于厭氧區居前，回流污泥中的硝酸鹽對厭氧區產生不利影響；②由于缺氧區位于系統中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影響了系統的脫氮效果。
2）改良A2/O工藝
為了解決A2/O工藝的第yi個缺點，即由于厭氧區居前，回流污泥中的硝酸鹽對厭氧區產生不利影響，改良A2/O工藝在厭氧池之前增設缺氧調節池。
來自二沉池的回流污泥和10%左右的進水進入缺氧調節池，停留時間為20～30min，微生物利用約10%進水中有機物去除回流硝態氮，消除硝態氮對厭氧池的不利影響，從而保證厭氧池的穩定性，保證除磷效果。
3）UCT工藝
UCT工藝與A2/O工藝的區別在于，回流污泥首先進入缺氧段，而缺氧段部分出流混合液再回至厭氧段。通過這樣的修正，可以避免因回流污泥中的NO3-N回流至厭氧段，干擾磷的厭氧釋放，而降低磷的去除率。回流污泥帶回的NO3-N將在缺氧段中被反硝化。
4）倒置A2/O工藝
為了克服上述各工藝過程的缺點，產生了倒置A2/O工藝。為避免傳統A2/O工藝回流硝酸鹽對厭氧池放磷的影響，通過吸收改良A2/O工藝優點，將缺氧池置于厭氧池前面，來自二沉池的回流污泥和30～50%的進水，50~150%的混合液回流均進入缺氧段，停留時間為1～3h。回流污泥和混合液在缺氧池內進行反硝化，去除硝態氧，再進入厭氧段，保證了厭氧池的厭氧狀態，強化除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，缺氧段污泥濃度較好氧段高出50%。單位池容的反硝化速率明顯提高，反硝化作用能夠得到有效保證。
A-A-O生物脫氮除磷工藝是活性污泥工藝,在進行去除BOD、COD、SS的同時可生物脫氮除磷。
在好氧段,硝化細菌將入流污水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。
以上三類細菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除實際上以反硝化細菌為主。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的好氧生物分解,BOD5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zui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,NH3-N濃度穩中有降,至好氧段,隨著硝化的進行,NH3-N逐漸降低。
在缺氧段,由于內回流帶入大量NO3-N,NO3-N瞬間升高,但隨著反硝化的進行,NO3-N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脫氮除磷系統的工藝參數及控制
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。如能有效地脫氮或除磷,一般也能同時地去除BOD5。但除磷和脫氮往往是相互矛盾的,具體體現的某些參數上,使這些參數只能局限在某一狹窄的范圍內,這也是A-A-O系統工藝系統控制較復雜的主要原因。
1.F/M和SRT。*生物硝化,是生物脫氮的前提。因而,F/M(污泥負荷)越低,SRT(污泥齡)越高。脫氮效率越高,而生物除磷則要求高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一般應控制在0.1-0.18㎏BOD5/(kgMLVSS˙d),SRT一般應控制在8-15d。
2.水力停留時間。水力停留時間與進水濃度、溫度等因素有關。厭氧段水力停留時間一般在1-2h范圍內,缺氧段水力停留時間1.5-2.0h,好氧段水力停留時間一般應在6h。
3.內回流與外回流。內回流比r一般在200-500%之間,具體取決于進水TKN濃度,以及所要求的脫氮效率。一般認為,300-500%時脫氮效率*。內回流比r與除磷關系不大,因而r的調節*與反硝化工藝一致。
4.溶解氧(DO)。厭氧段DO應控制在0.2mg/L以下,缺氧段DO應控制在0.5mg/L以下,而好氧DO應控制在2-3mg/L之間。因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O脫氮除磷工藝曝氣系統的控制與生物反硝化系統一致。
5.BOD5/TKN與BOD5/TP。對于生物脫氮來說,BOD5/TKN至少應大于4.0,而生物除磷則要求BOD5/TP﹥20。運行中應定期核算入流污水水質是否滿足BOD5/TKN﹥4.0,BOD5/TP﹥20。如果其中之一不滿足,則應投加有機物補充碳源。為了提高BOD5/TKN值,宜投加甲醇做補充碳源。為了提高BOD5/TP值,則宜投加乙酸等低級脂肪酸。
6.PH控制及堿度核算。A-A-O生物除磷脫氮系統中,污泥混合液的PH應控制在7.0之上;如果PH﹤6.5,應外加石灰,補充堿度不足。
美麗鄉村地埋式生活污水處理系統一般A2/O工藝流程當脫氮效果好時,則除磷效果較差,反之亦然,很難同時獲得好的脫氮除磷的效果。所以特對A2/O工藝提出改進措施,以提高該工藝的整體處理效果。
① 在設計和運行中,保證污泥回流比為(60~100)%。一般回流到厭氧段的污泥回流比為(10~20)%,其余的則回流到缺氧段。這樣就減少了進入到厭氧段的硝酸鹽和溶解氧量,大限度地維持了其厭氧環境,同時又保證了所需的污泥濃度。
② 原污水應能同時進入到厭氧段和缺氧段。根據脫氮除磷生化反應對有機碳源的需要,通過閘門調節其進入厭氧段和缺氧段的污水流量。有關研究表明,如要獲得較高的脫氮除磷效果,可按1/3污水流入缺氧段來設計。
③ 回流污泥的提升用潛污泵代替螺旋泵,同時回流污泥和污水進入厭氧段和缺氧段均采用淹沒式入流,以減少復氧。
④ 厭氧段和缺氧段水下攪拌器的功率一般按3~5 W/m3來設計。過大則會在池內產生渦流,導致混合液溶解氧升高,影響脫氮除磷效果;但攪拌功率過小則混合液中的污泥可能沉積下來。
⑤ 取消消化池,將剩余污泥直接經濃縮壓濾成泥餅后作肥料使用,這樣避免了A2/O工藝高磷剩余污泥在消化過程中磷被重新釋放和溶出,影響磷的去除效果。
⑥ A2/O工藝的污泥齡取值應兼顧脫氮除磷二方面的要求,一般污泥齡為15~20 d為宜。
⑦ 混合液回流比的取值應兼顧A2/O工藝脫氮率要求較高和降低運行費用二個方面,一般取(300~400)%為宜,此時脫氮率可達70%以上,運行費用也不會太高。如果將缺氧池和好氧池設計成同心圓式,外圓為環形好氧池,采用轉刷曝氣推流;同心圓的中間是圓形缺氧反硝化池,用潛水攪拌器攪拌推流。從厭氧段出來的混合液通過缺氧池圓形隔墻上的開口進入好氧段,而好氧段混合液則通過隔墻上的旋轉門回流到缺氧段,混合液的回流量由控制旋轉門的開啟度來調節,使回流混合液不需用泵提升,大大節約了能耗,又保證了較高的脫氮率。我國昆明第二污水廠就是采用該種結構,效果良好。
⑧ A2/O工藝設計中,要取得較好的處理效果和比較靈活的運行條件,一般采用設計參數:厭氧段污泥負荷率>0.10 kgBOD5/kgMLSS·d;厭氧段進水S-P/S-BOD5<0.06;缺氧段C/N>6;好氧段污泥負荷率<0.10 kgBOD5/kgMLSS·d;好氧段TKN/MLSS<0.15 kgTKN/kgMLSS·d。
A/O法即為缺氧/好氧生化處理法，是國外20世紀七十年代末開發出來的一種污水處理新工藝，它不僅能去除污水中的BOD5、CODcr而且能有效的除氮。
A段池又稱為缺氧池，或水解池。水解的機理從化學的角度來說，絕大多數化合物在一定條件下與水接觸都會發生水解反應，水解反應可使共價鍵發生變化和斷裂，即化合物在分子結構和形態上發生了變化。生物水解是靠生物酶的催化作用而加速反應的，在有酶條件下的催化反應速度要比無酶條件下高出108-1011倍。生物水解就是指復雜的有機物分子經加水在缺氧條件下，由于水解酶的參與被分解成簡單的化合物的反應，生物水解反應實際上包括了水解和酸化兩個過程，酸化可使有機物降解為有機酸。
另外A/O工藝還有很好的脫氮功能。污水在進入A段后再進入O段，污水在好氧段，有機物（BOD5）被好氧微生物氧化分解，有機氮通過氨化作用和硝化作用轉化為硝態氨，硝態氨通過污泥回流進入缺氧段，污水經缺氧段時，活性污泥中的反硝細菌利用硝態氮和污水中的CODcr進行反硝化用，使硝態氮轉化為分子態氮而逸入空氣中而得到有效的去除，達到同時去除BOD5和脫氮的很好效果。
A/O工藝具有如下優點：
①A段工藝污水中的大分子、難降解的有機物，可變成小分子有機物，可以開環開鏈、可提高BOD5/CODcr比值，從而提高了污水的可生化性能；
②同時還可完成反硝化反應，硝態氮中的氧為氧化分解污水中有機物提供了氧，使A/O流程的BOD5去除率遠比普通活性污泥法高；
③耐沖擊落，出水穩定；
④A/O法工藝流程短，運行管理簡單。
因此，本工程選用A/O法工藝。
