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2024年06月18日

生物脱氮除磷的原理控制及异常分析


一、A-A-O生物脱氮除磷的原理及过程



A-A-O生物脱氮除磷工艺是 活性污泥 工艺，在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷。在好氧段，硝化细菌将入流污水中的 氨氮 及由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，转化成氮气逸入大气中，从而达到脱氮的目的。


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，将磷去除。以上三类细菌均具有去除 BOD 5 的作用，但 BOD 5 的去除实际上以反硝化细菌为主。污水进入 曝气池 以后，随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解， BOD 5 浓度逐渐降低。在厌氧段，由于聚磷菌释放磷，TP浓度逐渐升高，至缺氧段升至最高。在缺氧段，一般认为聚磷菌既不吸收磷，也不释放磷，TP保持稳定。在好氧段，由于聚磷菌的吸收，TP迅速降低。在厌氧段和缺氧段， NH 3 -N 浓度稳中有降，至好氧段，随着硝化的进行， NH 3 -N 逐渐降低。在缺氧段，由于内回流带入大量 NH 3 -N ， NH 3 -N 瞬间升高，但随着反硝化的进行， NH 3 -N 浓度迅速降低。在好氧段，随着硝化的进行， NH 3 -N 浓度逐渐升高。




二、A-A-O脱氮除磷系统的工艺参数及控制



A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合，因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。如能有效地脱氮或除磷，一般也能同时高效地去除 BOD 5 。但除磷和脱氮往往是相互矛盾的，具体体现的某些参数上，使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内，这也是A-A-O系统工艺系统控制较复杂的主要原因。



1、F/M和SRT    。完全生物硝化，是高效生物脱氮的前提。因而，F/M( 污泥负荷 )越低，SRT(污泥龄)越高。脱氮效率越高，而生物除磷则要求高F/M低SRT。A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺，可以以脱氮为重点，也可以以除磷为重点，当然也可以二者兼顾。如果既要求一定的脱氮效果，也要求一定的除磷效果，F/M一般应控制在0.1-0.18kg BOD 5 /(kgMLVSS·d)，SRT一般应控制在8-15d。
2、水力停留时间    。水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。厌氧段水力停留时间一般在1-2h范围内，缺氧段水力停留时间1.5-2.0h，好氧段水力停留时间一般应在6h。
3、内回流与外回流    。内回流比r一般在200-500%之间，具体取决于进水TKN浓度，以及所要求的脱氮效率。一般认为，300-500%时脱氮效率最佳。内回流比r与除磷关系不大，因而r的调节完全与反硝化工艺一致。
4、溶解氧(DO)    。厌氧段DO应控制在0.2mg/L以下，缺氧段DO应控制在0.5mg/L以下，而好氧DO应控制在2-3mg/L之间。因生物除磷本身并不消耗氧，所以A-A-O脱氮除磷工艺曝气系统的控制与生物反硝化系统一致。
5、 BOD 5 /TKN与 BOD 5 /TP    。对于生物脱氮来说， BOD 5 /TKN至少应大于4.0，而生物除磷则要求 BOD 5 /TP＞20。运行中应定期核算入流污水水质是否满足 BOD 5 /TKN ＞ 4.0， BOD 5 /TP ＞ 20。如果其中之一不满足，则应投加有机物补充碳源。为了提高 BOD 5 /TKN值，宜投加甲醇做补充碳源。为了提高 BOD 5 /TP值，则宜投加乙酸等低级脂肪酸。


6、PH控制及碱度核算 。A-A-O生物除磷脱氮系统中，污泥混合液的PH应控制在7.0之上；如果PH＜6.5，应外加石灰，补充碱度不足。




三、工艺运行异常问题的分析与排除




传统活性污泥工艺的故障诊断及排除技术，一般均适用于A-A-O脱氮除磷系统。如果某处理厂控制水质目标为： BOD 5 ≦ 25mg/L；SS≦25mg/L； NH 3 -N ≦3mg/L； NH 3 -N ≦7mg/L；TP≦2mg/L。则当实际水质偏离以上数值时，属异常情况。


现象一 ：TP ＜ 2mg/L， NH 3 -N ＜ 2mg/L， NO 3 -N ＞7mg/L。其原因及解决对策如下:    

1、内回流比太小。增大内回流。


2、缺氧段DO太高。如果DO ＞ 0.5mg/L，则首先检查内回流比r是否太大。如果太大，则适当降低。另外，还应检查缺氧段搅拌强度是否太大，形成涡流，产生空气复氧。


现象二 ：TP ＜ 2mg/L， NH 3 -N ＞ 3mg/L， NO 3 -N ＞ 5mg/L， BOD 5 ＜ 25mg/L。其原因及解决对策如下:

1、好氧段DO不足。如果1.5 ＜ DO ＜ 2.0mg/L，则可能只满足 BOD 5 分解的需要，而不满足硝化的需要，应增大供气量，使DO处于2-3mg/L。


2、存在硝化抑制物质。检查入流中工业废水的成分，加强上游污染源管理。


现象三 ：TP ＞ 2mg/L， NH 3 -N ＜ 3mg/L， NO 3 -N ＞ 5mg/L， BOD 5 ＜ 25mg/L。其原因及解决对策如下:

1、入流 BOD 5 不足。检查 BOD 5 /TKN是否大于4， BOD 5 /TP是否大于20，否则应采取增加入流 BOD 5 的措施，如跨越初沉池或外加碳源。


2、外回流比太小，缺氧段DO太高。检查缺氧段DO值，如果DO ＞ 0.5mg/L，则应采取措施，见“现象一”。外回流比太大，把过量的 NO 3 -N 带入了厌氧段，应适当降低回流比。


现象四 ：TP ＞ 2mg/L， NH 3 -N ＜ 3mg/L， NO 3 -N ＜ 5mg/L， BOD 5 ＜ 25mg/L。其原因及解决对策如下:

1、泥龄太长。可适当增大排泥，降低SRT。

2、厌氧段DO太高。如果DO ＞ 0.2mg/L，则应寻找DO升高的原因并予以排除。首先检查是否搅拌强度太大，造成空气复氧，否则检查回流污泥中是否有DO带入。

3、入流 BOD 5 不足。检查 BOD 5 /TP值。如果 BOD 5 /TP ＜ 20，则应外加碳源。


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