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1、A2O处理工艺浅谈 A2O处理工艺浅谈 A2O处理工艺浅谈 章开2011 4 30 讲演内容 一 城市污水处理简介二 A2O处理工艺介绍什么是A2OA2O发展历程活性污泥法及脱氮除磷原理A2O各反应器单元功能及工艺特点A2O工艺处理效果影响因素A2O设计要点A2O的缺陷 城市污水处理简介 城市污水来源 城市污水包括生活污水 工业废水和径流污水等 由城市排水管网汇集并输送到污水处理厂进行处理 城市污水处理工艺 城市污水处理的主要去除对象 城市污水处理是指为改变污水性质 使其对环境水域不产生危害而采取的措施 城市污水处理一般分为三级 三阶段 各级 阶段 的功能都不同 除污水之外 处理过程中产生的污
2、泥也需要进行处置 BOD5 颗粒性与溶解性可生物降解有机物COD 颗粒性与溶解性有机物SS 总悬浮物 漂浮物 油与油脂氮磷营养物质有毒有害物质病原体其他 二级处理 应用生物处理法将污水中各种复杂的有机物氧化降解为简单的物质 主要是由曝气池和二次沉淀池构成 利用曝气风机及专用曝气装置向曝气池内供氧 主要目的是通过微生物的新陈代谢将污水中的大部分污染物变成CO2和H2O 这也就是好氧技术 曝气池内微生物在反应过后与水一起源源不断地流入二次沉淀池 微生物沉在池底 并通过管道和泵回送到曝气池前端与新流入的污水混合 二次沉淀池上面澄清的处理水则源源不断地通过出水堰流出污水厂 三级处理 深度处理 应用化学
3、沉淀法 生物化学法 物理化学法等 去除污水中的磷 氮 难降解的有机物 无机盐等 三级处理是为了满足高标准的受纳水体要求或回用于工业等特殊用途而进行的进一步处理 通用的工艺有混凝沉淀和过滤 深度处理的末端往往还要有加氯要求和接触池 随着城市社会经济的高水平发展 深度处理是未来发展的需要 至于采取哪级处理比较合理 应视对最终排出物的处理要求而定 污泥处理和污泥最终处置 处理目的 减容化 稳定化 无害化及综合利用 处理技术 浓缩 重力浓缩 机械浓缩 消化 厌氧消化 好氧消化 脱水 带式 板框压滤机 离心脱水机 最终处置 填埋 我国广泛采用 堆肥 含重金属 焚烧 成本太高 A2O处理工艺 一级处理 预
4、处理 城市污水处理厂的预处理工艺通常包括格栅处理 泵房抽升和沉砂处理 格栅处理的目的是截流大块物质以保护后续水泵管线 设备的正常运行 泵房抽升的目的是提高水头 因进水管一般都在地下2 8m 以保证污水可以靠重力流过后续建在地面上的各个处理构筑物 沉砂处理的目的是去除污水中裹携的砂 石与大块颗粒物 以减少它们在后续构筑物中的沉降 防止造成设施淤砂 影响功效 造成磨损堵塞 影响管线设备的正常运行 一级处理工艺 主要是初级沉淀池 目的是将污水中悬浮物尽可能地沉降去除 一般初次沉淀池可去除50 左右的悬浮物和25 左右的BOD5 什么是A2O A2O法又称AAO法 是英文Anaerobic Anoxi
5、c Oxic首字母的简称 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 原理 具有脱氮除磷功能的活性污泥法 A2O发展历程 1932年开发的Wuhrmann工艺是最早的脱氮工艺 流程遵循硝化 反硝化的顺序而设置 缺陷 由于反硝化过程需要碳源 而这种后置反硝化工艺是以微生物的内源代谢物质作为碳源 能量释放速率很低 因而脱氮速率也很低 此外污水进入系统的第一级就进行好氧反应 能耗太高 如原污水的含氮量较高 会导致好氧池容积太大 致使实际上不能满足硝化作用的条件 尤其是温度在15 以下时更是如此 在缺氧段 由于微生物死亡释放出有
6、机氮和氨 其中一些随水流出 从而减少了系统中总氮的去除 1973年 Barnard开发出改良型脱氮工艺 即广泛应用的A O工艺 A O工艺中 回流液中的大量硝酸盐到缺氧池后 可以从原污水得到充足的有机物 使反硝化脱氮得以充分进行 因好氧反应器总流量的一部分没有回流到缺氧反应器而是直接随出水排放了 因此A O工艺不能达到完全脱氮 活性污泥法 活性污泥法组成 由曝气池 沉淀池 污泥回流和剩余污泥排除系统所组成 通过处理系统中活性污泥在有氧条件下 将废水中的有机物氧化分解为无机物 从而达到废水净化的目的 活性污泥组成 微生物 细菌 真菌 原生动物和后生动物 及其代谢产物 悬浮物质 胶体物质混杂在一起
7、所形成的茶褐色的絮凝体 活性污泥法中微生物生长环境 合适的PH值 6 9 水温 15 25 溶解氧 2 4mg L 营养物质平衡 BOD N P 100 5 1 微量元素 钾 镁 铁 脱氮除磷 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 导致水体
8、富营养化 氮 磷是营养元素 工业废水和生活污水中的氮 磷大量进入水体后 水生生物特别是藻类将大量繁殖 大量死亡的水生生物被微生物分解 分解过程中消耗大量的溶解氧 水中的溶解氧浓度急剧下降 从而影响了鱼类等水生生物的生存 为控制水体富营养化 污水厂出水中的氮 磷含量必须达到一定标准 而且无论在国内还是在国外 此标准日趋严格 脱氮除磷如何进行 为什么要脱氮除磷 有机氮 氨氮 NH4 N 亚硝态氮 NO2 硝态氮 NO3 N2外排 A2O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 有机氮转为氨氮 2 缺氧反应器 首要
9、功能是脱氮 硝态氮是通过内循环由好氧反应器送来的 内循环的混合液量较大 一般为2 4Q 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 内循环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 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
10、泥膨胀 4 污泥中磷含量高 将活性污泥中的含磷量从1 5 2 0 常规活性污泥法 P VSS 增加至5 7 A2O工艺处理效果的影响因素 1 污水中生物降解有机物对脱氮除磷的影响 2 污泥龄ts的影响 3 DO的影响 4 混合液回流比RN的影响 5 污泥回流比R 6 TKN MLSS负荷率的影响 7 水力停留时间HRT的影响 8 温度的影响 9 pH值的影响 由此可见 在厌氧池 要有较高的有机物浓度 BOD TP不得小于20 释磷效果才好 在缺氧池 应有充足的有机物 为硝酸盐提高电子供体 BOD TKN 3时 可认为碳源充足 而在好氧池的有机物浓度应较小 保证硝化细菌在好氧池中占优势生长 使硝
11、化作用完全 一方面 因自养型硝化菌比异养型好氧菌 碳氧化 的最小比增殖速度小得多 要使硝化菌存活并成为优势菌群 则污泥龄要长 经实践证明一般为20 30d为宜 但另一方面 A2O工艺中磷的去除主要是通过排出含高磷的剩余污泥而实现的 如ts过长 则每天排出含高磷的剩余污泥量太少 达不到较高的除磷效率 同时过高的污泥龄会造成磷从污泥中重新释放 更降低了除磷效果 所以污泥龄越短越好 权衡上述二方面的影响 A2O工艺的污泥龄一般宜为15 20d 好氧池 DO为2mg L左右为宜 太高则内回流的高浓度DO会抑制影响反硝化效果 太低则限制了好氧池硝化菌的生长率 在缺氧池 由于溶解氧与硝酸盐竞争电子供体 同
12、时还抑制硝酸盐还原酶的合成和活性 影响反硝化脱氮 为此 缺氧段DO 0 5mg L 厌氧池 在严格的厌氧环境下 聚磷菌才能从体内大量释放出磷而处于饥饿状态 为好氧段大量吸磷创造了前提 从而才能有效地从污水中去除磷 但由于回流污泥将溶解氧和NO x带入厌氧段 很难保持严格的厌氧状态 所以一般要求DO 0 2mg L 这对除磷影响不大 从好氧池流出的混合液 很大一部分要回流到缺氧段进行反硝化脱氮 混合液回流比的大小直接影响反硝化脱氮效果 回流比RN大 脱氮率提高 但回流比RN太大时则混合液回流的动力消耗太大 造成运行费用大大提高 一般为200 400 回流污泥是从二沉池底流回到厌氧池 靠回流污泥维
13、持各段污泥浓度 使之进行生化反应 如果污泥回流比R太小 则影响各段的生化反应速率 反之回流比R太高 则会带入过多的氧而影响厌氧和缺氧的处理效果 一般为60 100 好氧段的硝化反应 过高的NH 4 N浓度对硝化菌会产生抑制作用 实验表明TKN MLSS负荷率应 0 05kgTKN kgMLSS d 否则会影响氨氮的硝化 根据实验和运行经验表明 A2 O工艺总的水力停留时间HRT一般为6 8h 而三段HRT的比例为厌氧段 缺氧段 好氧段 1 1 3 4 好氧段 硝化反应在5 35 时 其反应速率随温度升高而加快 适宜的温度范围为30 35 缺氧段的反硝化反应可在5 27 进行 反硝化速率随温度升
14、高而加快 适宜的温度范围为15 25 厌氧段 温度对厌氧释磷的影响不太明显 在5 30 除磷效果均很好 在厌氧段 聚磷菌厌氧释磷的适宜pH值是6 8 在缺氧反硝化段 对反硝化菌脱氮适宜的pH值为6 5 7 5 在好氧硝化段 对硝化菌适宜的pH值为7 5 8 5 A2O的设计要点 1 工艺构筑物各池容积 停留时间 鼓风机房2 运行工况参数污泥产量 需氧量 硝化液回流量 污泥负荷 污泥龄 污泥浓度 溶解氧 3 设备选型厌 缺氧区 潜水搅拌机 潜水推流器好氧区 内回流泵 风机 曝气系统 曝气管及曝气器 污泥系统 剩余污泥泵 回流污泥泵仪表 溶解氧仪 污泥浓度计 A2O的缺陷 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 演示结束 谢谢
