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1、10.5.1 A/O缺氧好氧活性污泥法（1）基本原理 A/O是Anoxic/Oxic的缩写，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A/O法是改进的活性污泥法。 A/O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=24mg/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，提高污水的可生化性，提高氧的效率；在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污
2、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HO3-，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（N2）完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。 （2）工艺流程 图10.1 A/O工艺流程 活性污泥几种主要运行方式工艺参数比较单位：Ls污泥负荷 KgBOD5/KgMLSSdLv容积负荷 KgBOD5/m3（有效容积）dMLSS混合液浓度mg/LR污泥回流比%HI供气量m3（空气）/m3污水 ts污泥龄d说明：上表是根据回流污泥浓度48g/L确定的，回流污
3、泥浓度改变时，相关数据也应相对改变。当所要求的处理效率降低时，Ls值可以增大。当进水BOD5小于一般城市污水的BOD5时，Ls应相应减少污水在曝气池内实际水力停留时间 t=V/(1+R)Q? (h)曝气时间 t=曝气池有效容积V(m3)/污水设计流量Q(m3/h)=污水在曝气池内名义水力停留时间 （3）主要工艺特点 1. 缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷，反硝化反应产生的减度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。 2. 好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。 3. BOD5的去除率较高可达9095%以上，但脱氮除磷
4、效果稍差，脱氮效率7080%，除磷只有2030%。尽管如此，由于A/O工艺比较简单，也有其突出的特点，目前仍是比较普遍采用的工艺。该工艺还可以将缺氧池与好氧池合建，中间隔以档板，降低工程造价，所以这种形式有利于对现有推流式曝气池的改造。 （4）A/O工艺的影响因素 A/O工艺运行过程控制不要产生污泥膨胀和流失，其对有机物的降解率是较高的（9095%），缺点是脱氮除磷效果较差。如果原污水含磷浓度4以保证足够的碳/氮比，否则反硝化速率迅速下降；但当进入硝化池BOD5值又应控制在80mg/L以下，当BOD5浓度过高，异养菌迅速繁殖，抑制自养菌生长使硝化反应停滞。 硝化池溶解氧：DO2mg/L，一般充
5、足供氧DO应保持24mg/L，满足硝化需氧量要求，按计算氧化1gNH4+需4.57g氧。 水力停留时间：硝化反应水力停留时间6h；而反硝化水力停留时间2h，两者之比为3:1，否则脱氮效率迅速下降。 pH：硝化反应过程生成HNO3使混合液pH下降，而硝化菌对pH很敏感，硝化最佳pH =8.08.4，为了保持适宜的PH就应采取相应措施，计算可知，使1g氨氮（NH3-N）完全硝化，约需碱度7.1g（以CaCO3计）；反硝化过程产生的碱度（3.75g碱度/gNOx-N）可补偿硝化反应消耗碱度的一半左右。 反硝化反应的最适宜pH值为6.57.5，大于8、小于7均不利。 温度：硝化反应2030，低于5硝化
6、反应几乎停止；反硝化反应2040，低于15反硝化速率迅速下降。 ?因此，在冬季应提高反硝化的污泥龄ts，降低负荷率，提高水力停留时间等措施保持反硝化速率。 （5）A/O工艺设计参数 水力停留时间：硝化不小于56h；反硝化不大于2h，A段:O段=1:3污泥回流比：50100%混合液回流比：300400%反硝化段碳/氮比：BOD5/TN4，理论BOD消耗量为1.72gBOD/gNOx-N硝化段的TKN/MLSS负荷率（单位活性污泥浓度单位时间内所能硝化的凯氏氮）：0.05KgTKN/KgMLSSd硝化段污泥负荷率：BOD/MLSS0.18KgBOD5/KgMLSSd混合液浓度x=30004000m
7、g/L（MLSS）溶解氧：A段DO24mg/LpH值：A段pH =6.57.5O段pH =7.08.0水温：硝化2030 反硝化2030 碱度：硝化反应氧化1gNH4+-N需氧4.57g，消耗碱度7.1g（以CaCO3计）。 反硝化反应还原1gNO3-N将放出2.6g氧，生成3.75g碱度（以CaCO3计） 需氧量Ro?单位时间内曝气池活性污泥微生物代谢所需的氧量称为需氧量(KgO2/h)。微生物分解有机物需消耗溶解氧，而微生物自身代谢也需消耗溶解氧，所以Ro应包括这三部分。 Ro=aQSr+bVX+4.6Nra平均转化1Kg的BOD的需氧量KgO2/KgBODb微生物（以VSS计）自身氧化（
8、代谢）所需氧量KgO2/KgVSSd。 上式也可变换为： Ro/VX=aQSr/VX+b 或 Ro/QSr=a+bVX/QSrSr所去除BOD的量（Kg）Ro/VX氧的比耗速度，即每公斤活性污泥（VSS）平均每天的耗氧量KgO2/KgVSSdRo/QSr比需氧量，即去除1KgBOD的需氧量KgO2/KgBOD由此可用以上两方程运用图解法求得a bNr被硝化的氨量kd/d4.61kgNH3N转化成NO3-所需的氧量（KgO2） 几种类型污水的a b值供氧量单位时间内供给曝气池的氧量，因为充氧与水温、气压、水深等因素有关，所以氧转移系数应作修正。 .理论供氧量 1.温度的影响 KLa()=KL(2
9、0)1.024Q-20 实际温度 2.分压力对Cs的影响（压力修正系数） =所在地区实际压力（Pa）/101325（Pa） =实际Cs值/标准大气压下Cs值 3.水深对Cs的影响 Csm=Cs/2(Pb/0.1013+Qt/21)Csm曝气池中氧的平均饱和浓度（mg/L） Pb曝气设备装设深度（Hm）处绝对气压（Mpa） Pb=Po+9.8110-3H Po当地大气压力（Mpa） Qt=21(1-EA)/79+21(1-EA)? EA扩散器的转移效率 Qt 空气离开池子时含氧百分浓度 综上所述，污水中氧的转移速率方程总修正为：dc/dt=KLa(20)(Csm-Cl1.024-20理论推出氧的
10、转移速率dc/dt=KLa(Cs-Cl)在需氧确定之后，取一定安全系数得到实际需氧量RaRo=RaCsm(20)/(Csm()-CL)1.024-20 则所需供气量为： q=(Ro/0.3EA)100m3/hCL混合液溶解氧浓度，约为23（mg/L） Ra实际需氧量KgO2/hRo标准状态需氧量KgO2/h在标准状态需氧量确定之后，根据不同设备厂家的曝气机样本和手册，计算出总能耗。总能耗确定之后，就可以确定曝气设备的数量和规格型号。.实际曝气池中氧转移量的计算 1.经验数据法 当曝气池水深为2.53.5m时，供气量为： 采用穿孔管曝气，去除1KgBOD5的供气量80140m3/KgBOD5扩散
11、板曝气，去除1KgBOD5供气量4070m3空气/KgBOD52.空气利用率计算法 每m3空气中含氧209.4升 1大气压（101.325Kpa）,0 1m3空气重1249克含氧300克 1大气压（101.325Kpa）,20 1m3空气重1221克含氧280克 按去除1Kg的BOD5需氧1Kg计算，需空气量分别为3.33和3.57m3，曝气时氧的利用率一般510%（穿孔管取值低，扩散板取值高），假定试验在20进行：若氧利用率为5%，去除1Kg的BOD5需供空气72m3 若氧利用率为10%，去除1Kg的BOD5需供空气36m3 算出了总的空气供气量，就可根据设备厂家提供的机样选择曝气设备的规格
12、型号和所需台数。 （6）活性污泥法系统的工艺设计 (1)处理效率（E%） E=(La-Le)/La 100%=Lr/La 100%La进水BOD5浓度（mg/L） Le二沉池出水BOD5浓度（mg/L） Lr去除的BOD5浓度（mg/L） (2)曝气池容积（V） V=Qla/XLs=QLr/LvQ曝气池污水设计流量（m3/d） Ls污泥负荷率KgBOD5/KgMLSSdLv容积负荷KgBOD5/m3有效容积dX混合液MLSS浓度mg/L(3)曝气时间（名义水力停留时间）t(d)t=V/Q(d)(4)实际水力停留时间t(d)t=V/(1+R)Q? (d) R污泥回流比%(5)污泥产量X(Kg/d)X=aQLr-bVXvXv=fx f=0.75a污泥增长系数，取0.50.7b污泥自身氧化率（d-）,一般取0.040.1Xv混合液挥发性污泥浓度（MLVSS）Kg/m3(6)污泥龄（ts）污泥停留时间SRTts=1/(aLs-b)(7)剩余污泥排放量q(m3/d)q=VR/(1+R)ts (m3/d)或q=X/fXR(m3/d)，f=MLVSS/MLSS一般为0.75XR回流污泥浓度（Kg
