周　斌
(常州市排水管理處，江蘇常州213002)

　　摘　要：結合常州市城北污水廠的實際，介紹了改良型A²O工藝除磷脫氮的處理效果。實踐表明，改良型A²O工藝與傳統工藝相比，除TN去除率略有下降外，對有機物、NH₃-N及TP的去除率均有較明顯的上升，對TP的去除效果更優，同時運行成本得到降低。
　　關鍵詞：A²O工藝；改良型；除磷脫氮
　　中圖分類號：X703.1
　　文獻標識碼：C
　　文章編號：1000-4602(2001)07-0046-03

　　A²O工藝目前在城市污水處理廠中有較為廣泛的應用，它是傳統活性污泥工藝、生物硝化及反硝化工藝及生物除磷工藝的結合。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；在缺氧段，反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過反硝化作用轉為氮氣逸出，從而達到脫氮的目的；而好氧段一方面降解有機物，另一方面將氨氮及由有機氮氨化成的氨氮通過生物硝化作用轉為硝酸鹽。此外，厭氧段釋放出的磷在好氧條件下被活性污泥吸附并隨剩余污泥排放而達到除磷的目的。由此可見，A²O工藝脫氮的作用是須將經過好氧段硝化作用后的硝酸鹽回流至缺氧段進行反硝化才能達到，這就是傳統A²O工藝須增設混合液回流的原因所在。而且，傳統理論認為該工藝的脫氮效果受內回流量的控制，因此在現有A²O工藝設計中往往設計了內回流比為200%～300%的回流裝置以保證脫氮效果。另外，保持200%～300%的內回流比勢必需要較大的動力消耗，增加了運行成本。

1　城北污水處理廠概況

　　常州市城北污水處理廠始建于1995年，是常州市利用世界銀行貸款建設的常州市污水治理一期工程的主體工程，目前處理規模為10×10⁴m³/d。該廠一期(5×104 m3/d)采用傳統活性污泥法，二期(5×10⁴m³/d)采用A²O工藝。二期工程于1999年6月投運不久，即遇到一個較為棘手的問題：該廠進水中所含工業廢水的比例較高，工業廢水中又以印染、毛條、化工廢水為主，約占整個工業廢水的80%。由于其中一家排污單位排放的廢水中油脂類很高(最高達8000mg/L，一般為2000～3000mg/L)，致使反應池上覆蓋著一層泡沫，上面沾著厚厚的污泥碎屑，平常根本看不見反應池的液面，雖多次用泵沖、用濾網撈，但收效甚微。一個偶然的機會，突然發現若停止內回流，這種情況便會逐漸消失，于是為消除泡沫，該廠決定臨時取消混合液回流，設想待泡沫消失后即恢復傳統A²O工藝的運行。但隨著檢測數據的不斷反饋，發現取消內回流后，不僅沒有影響有機物、氮、磷的去除，反而磷的去除效果更好，而且運行成本得到降低。
　　常州市城北污水廠二期工程由常州市市政工程設計院設計，其工藝流程如下：

　　該廠二期工程設計進出水水質如表1。

表1　二期工程設計進、出水水質表　　　　mg/L 污染物質 進水 出水 BOD₅ 200 30 CODCr 400 120 　SS 300 30 NH₃-N 30 15 TP 4 2

　　生物反應池的設計參數如下：
　　水力停留時間=11.2h
　　(厭氧：1.4h，缺氧：2.8 h，好氧：7.0h)
　　容積比為厭氧∶缺氧∶好氧=1∶2∶5
　　污泥負荷=0.15kgBOD5/(kgMLSS·d)
　　懸浮物濃度=3.5kg/m³
　　泥齡=20d
　　混合液最大回流比=200%

2　運行結果

　　①二期工程于1999年6月投運，6月—8月基本按傳統A2O工藝運行，而1999年9月至今按改良型A2O工藝運行。1999年6月—8月運行情況與2000年6月—8月運行情況的對照見表2。

表2　　傳統型與改良型A2O工藝運行情況對照 項目 CODCr BOD5 SS NH₃-N TN TP 1999年6月—8月 進水(mg/L) 344 168 158 12.4 35 2.9 出水(mg/L)5 54.5 13.4 27 3.3 9.4 1.1 去除率(%) 84.2 92.0 82.9 73.4 73.1 62.1 2000年6月—8月 進水(mg/L) 389 142 188 18.5 35.8 3.4 出水(mg/L) 34.2 4.5 9.2 0.07 11.4 0.15 去除率(%) 91.2 96.8 95.1 99.6 68.2 95.6

　　由表2可以看出，采用改良型A²O工藝后，CODCr、SS、NH3-N、TP去除率有不同程度的提高，尤以TP去除率的提高為最多，而TN去除率略有下降。1999年6月—8月的出水SS值較高(27mg/L)，估計與反應池面所積累的碎污泥有關。
　　②為反映改良型A²O工藝對溫度的適應能力，將二期工程于1999年12月—2000年1月與2000年7月—8月運行情況的對照列于表3。

表3 改良型A2O工藝在不同溫度下的去除效果 項目 CODCr BOD5 SS NH₃-N TN TP 1999年12月—2000年1月 進水(mg/L) 521 217 235 19.8 36.6 3.3 出水(mg/L) 38 7.6 13.5 0.7 8.8 0.12 去除率(%) 92.7 96.5 94.3 96.5 75.8 96.4 2000年7月—8月 進水(mg/L) 328 101.3 158 21.8 35.8 4.3 出水(mg/L) 28.2 2.3 8.7 0.4 11.4 0.14 去除率(%) 91.4 97.7 94.5 98.2 68.2 96.7

　　由表3可以看出，就去除率而言，冬季與夏季的差別不大。分析原因，可能是由于1998年底進網工業廢水較多，且絕大部分企業排放廢水嚴重超過GB 8978—1996三級排放標準，使得城北廠1999年進廠污染物指標較高，而2000年開始，排管處與市環保局聯合加強了對污染源頭的管理工作，使城北廠進廠污染物指標明顯下降，但去除率相似是否是因為進水濃度的差異尚需進一步的數據分析。
　　③為摸索改良型A2O工藝在不同工藝段污染物的降解情況，于2000年12月—2001年2月分別按進水、厭氧池出水、缺氧池出水及二沉池出水對主要污染物指標進行了分析，檢驗結果見表4。

表4　各工藝段對污染物的降解情況　　　　mg/L 采樣時間 采樣地點 CODCr BOD₅ TP TN NO₃-N NO₂-N 2000年12月27日 進水 238 90.7 2.27 27.2 0.62 0.040 厭氧出水 114 60.6 2.00 15.5 0.17 0.070 缺氧出水 78.4 37.8 1.20 10.9 　 0.055 二沉出水 32.6 　 0.14 10.5 6.11 0.005 2000年12月28日 進水 315 102 2.86 　 0.17 0.042 厭氧出水 102 37.4 1.44 　 0.02 0.047 缺氧出水 77.6 39.4 1.76 　 ＜0.02 0.020 二沉出水 28.2 2.96 0.11 　 5.85 0.004 2001年1月4日 進水 194 75.1 2.21 20.3 1.11 　 厭氧出水 137 60.1 2.34 18.4 4.79 　 缺氧出水 103 63.6 2.59 19.9 5.49 　 二沉出水 25.6 5.40 0.52 15.2 12.7 　 2001年1月10日 進水 354 118 3.07 22.0 0.249 0.124 厭氧出水 80.7 40.8 1.11 11.8 0.030 0.020 缺氧出水 70.6 32.2 0.92 10.9 0.258 0.087 二沉出水 29.6 　 0.19 8.0 4.41 0.056 2001年1月11日 進水 370 135 3.31 　 0.151 0.064 厭氧出水 78.6 36.8 1.41 　 0.107 0.134 缺氧出水 62.2 25.9 1.07 　 0.080 0.051 二沉出水 34.2 4.57 0.22 　 2.71 0.012 2001年2月21日
進水 398 120 1.96 24.5 　 　 厭氧出水 311 122 6.26 23.9 0.05 0.070 缺氧出水 287 117 4.75 24.0 0.04 0.061 二沉出水 60.1 21.4 0.23 13.7 2.75 0.407 　2001年2月22日 進水 321 112 1.82 25.3 　 厭氧出水 127 57.7 3.01 17.1 0.04 0.066 缺氧出水 107 38.6 4.46 16.6 0.04 0.038 二沉出水 54.7 14.4 0.19 12.8 5.10 0.726 2001年2月28日 進水 263 123 1.94 26.6 　 　 厭氧出水 229 104 6.52 24.4 0.08 0.055 缺氧出水 215 110 5.59 25.3 0.08 0.046 二沉出水 84.8 24.2 0.31 21.6 5.52 0.273 2001年3月1日 進水 346 124 2.01 25.0 　 　 厭氧出水 222 95.8 1.49 22.4 0.11 0.050 缺氧出水 212 95.3 4.44 21.5 0.05 0.051 二沉出水 45.1 15.4 0.18 14.0 4.53 0.470

　　從結果可以看出，厭氧段對有機物(以CODCr為例)降解率平均為48.5%，缺氧段平均為7.6%，好氧段平均為29.4%。由此可見，有機物的降解機理與傳統A2O工藝一致，即污水進入好氧段時其有機物指標已大大降低，實際上，好氧段基本在極低有機負荷下運行。此外，還可以看出，厭氧段對TN已經有所去除，只是幅度不大，而厭氧段與缺氧段出水TN相差不大，說明該改良型A2O工藝的缺氧段對TN去除效果不大，而該工藝對TN的去除主要體現在好氧段，表明好氧段實際存在著反硝化作用，其作用比缺氧段大得多。TN的去除是否只有反硝化這一條途徑?剩余污泥的排放是否對TN的去除有積極的作用?這提示我們對反硝化機理及作用條件的研究尚需深入。

3 經濟分析

　　該廠二期工程設計內回流泵為6臺，4用2備，功率為16kW，電價按0.65元/(kW·h)計算，若取消內回流，則全年可節省電費36.44萬元，污水處理成本大約下降4.5%，這還不包括設備維修、保養、更換等費用。

4　結論與建議

　　①城北污水廠二期工程的運行實踐表明，改良型A²O工藝與傳統A²O工藝相比，除TN去除率略有下降外，對有機物、NH₃-N及TP的去除率均有明顯的上升，尤以對TP的去除效果為佳，這種工藝較傳統A²O工藝更適合于城北廠的進水水質。
　　②取消混合液回流是對傳統A²O工藝的一種改良，它可以提高對有機物、NH₃-N及TP的去除，而且可降低運行成本。此外，該工藝運行結果受溫度的影響不太明顯。
　　③建議有關科研單位加強對此工藝的研究，找出其理論上的原因，便于設計、運行單位引 用，同時建議同類型的有興趣的同行進行該工藝的運行試驗，積累數據，以便進一步 確定其是否具有推廣價值。
　　④由于該廠按傳統A²O工藝運行時間不長，數據量(尤以TP、TN、NH₃-N等)不 多，計劃在適當時機恢復傳統A²O工藝的運行，以便于工藝比較，增強說服力。

參考文獻：

　　 ［1］任潔，顧國維，楊海真.改良型A2O工藝處理城市污水的 中試研究［J］.給水排水，2000，26(6)：7-10.

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　　電　話：(0519)8123119
　　收稿日期：2001-03-26