【高手过招】如何调整参数强化AA/O除磷脱氮功能？
参与讨论：yoruba、cygyc-gc、onthewave等
原帖标题：如何强化AA/O除磷脱氮功能(发奖金让自己永远一无所有)？
水世界前言
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AA/O法又称A2O法，是一种具有脱氮除磷功能的活性污泥法。
对脱氮除磷效果产生影响的因素有：
内回流比、
污泥回流、
水力停留时间、
曝气池DO……
运行人员的对这些参数进行调整可以提高AA/O的脱氮除磷效果。
那么，这背后的深层原理？
从理论到实际又有怎样的鸿沟？
一起来看看大神们激烈的讨论吧！
调整方案
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想要强化AA/O除磷脱氮功能，现做以下调整：
减少进水量，
降低外回流比至0.6左右，
降低曝气池尾部溶解氧浓度至0.2以下，
加大内回流比至4左右（甚至更高一点）。
理不辩不明，请各位分析以上运行方案的道理。
分析讨论
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yoruba：
“减少一点进水量，降低外回流比至0.6左右，降低曝气池尾部溶解氧浓度至0.2以下，加大内回流比至4左右（甚至更高一点）。”
首先正着说
减少进水量，等于减少各项的负荷，有利于生化反应进行的彻底，去除率升高。
降低外回流（就是污泥回流？），那么曝气池产生的硝酸盐回流到厌氧段的就少，对厌氧段释放磷的抑制就少；同时，硝酸盐是阻碍厌氧段发生易降解有机物发酵生成挥发性有机酸的恶魔，而VFA是厌氧释放磷和缺氧反硝化的最佳碳源；减少外回流，即增大剩余污泥排放量，对于生物除磷是好的。
降低尾部溶解氧，防止内循环带入大量的DO至反硝化池，同时相当于在整个工艺末端形成一个后置的内源呼吸反硝化段（好氧生成的硝酸盐只有部分经过前置反硝化，但是却可以全部流经后置反硝化）。 加大回流比，理论反硝化率增大，只计内回流时，r=3时为75%，r=4时为80%，r=5时为83% 其实是越大越好，但是再大了运行费用受不了。
正说反说都是说，我再反面说一说
减少进水量，停留时间增大，纵然碳氧化和硝化都进行的更彻底，磷的去除呢？感觉更加接近延时曝气了，众所周知延时曝气对除磷不利——磷的二次释放。
降低外回流，导致降低曝气池的污泥浓度，泥少了，有多大的不利影响？
降低末端曝气，这个问题最大！首先，要把最末端DO降到低于0.2是困难的，因为好氧末端氧消耗速率比较低，先假设在保证曝气搅拌效果OK的情况下DO可以降到这么低，这绝不是降低某一处曝气能解决的，可能要整体降低一整个廊道的曝气量，那么好氧的“氧”量是否还足够？硝化菌会不会直接来个罢工，搞得曝气池亚硝酸盐积累，最终导致出水COD超标？其次，这么低的DO，混合液进入二沉池，不可避免的发生反硝化，出水跑跑泥是肯定的了，SS超标之外，由于污泥是C,N,P的有机体，那么出水N,P不会超标，难说。而且，在污泥处理中，由于开始就没有足够的溶解氧，硝酸盐降低后，污泥开始二次释磷，磷随着污泥处理的上清液和滤液回到A2/O进水端，于是P的进水指标超高好几倍，影响...
总的来看，感觉这一套调整对脱氮较有效，对除磷不好说。尤其是第三点，比较冒险，我倒是更倾向于降低曝气池首段的DO。 适度一切OK，或者保守说达到最优运行状况，调过头了，一切game over
cygyc-gc：
“减少一点进水量，降低外回流比至0.6左右，降低曝气池尾部溶解氧浓度至0.2以下，加大内回流比至4左右（甚至更高一点）。”
整体来看，如果进水浓度没有变化，减少了进水量，又减少了污泥回流量，进入厌氧池的总流量变小，停留时间延长，可以提高相应反应效率。
内回流增大到4，看来增加了不少，目的应该就是把更多的NO3-回流进行反硝化，以求更高总氮去除率。
曝气池尾部DO降到0.2，怎么做呢？按道理，尾部有机物应该很少，微生物代谢处于内呼吸阶段，对于DO的需求会很少，对于常见曝气布气方式而言，水中DO不会下降很低，那就得早早提前减少曝气。但是减少曝气，对于硝化并没有好处。曝气池出水DO0.2以下，回流到缺氧池有好处。 DO只有0.2的混合液进入二沉池，污泥停留时间不能长，否则反硝化是跑不了的。
降低了污泥回流比，以为着排泥增多，倒是有利于p的排除。但是，进入沉淀池的DO过低，污泥会厌氧释磷啊。不过，如果先进行必要的反硝化，水中有机质不高，释磷倒是会收到相应抑制。这只是推测啊。
综合以上整体分析，减少进水量，增加了厌氧池反应时间，有利于有机物去除和磷释放，但是有机物营养要减少。内回流增加不少，虽然进水、回泥变少，但整体反硝化缺氧池停留时间能否保证反硝化需要？
onthewave：
yoruba一楼的说法很有道理，增强脱氮的已有解释，我再补充增强除磷的解释。减少污泥回流比增加了生物释磷时间，也减少了硝态氮含量对厌氧的影响。二沉池反硝化可能性较小，因为硝态氮不足、碳源不足。至于如何操作是个简单的事情，曝气池内的曝气头一般都是分段的，10米左右有一曝气竖管且安装阀门可调。小曝气量情况溶氧可以接近0，大不了把阀门关死，这种情况下也不会沉淀（水力特征不符合，水力负荷太大，无法沉淀）。
yoruba：
回复楼上；“水中有机质不高，释磷倒是会受到相应抑制。”好像在污水（混合液）中和在泥浆中不太一样。
“二沉池反硝化可能性较小，因为硝态氮不足、碳源不足……”这个如果说是生活水硝态氮不足还可以理解，要是说碳源不足，那么太理想化了。
“大不了把阀门关死，这种情况下也不会沉淀”这个是猜测吗？我亲自试验过，曝气不完全关闭，就会出现明显的泥水分离，还说不会出现沉淀……
cygyc-gc：
回楼上，先说二沉池释磷的问题：二沉池中，碳源本来就少，加上如果有NO3-，即便厌氧也要先反硝化吧。
再说出水碳源的问题。如果对于脱氮除磷有高要求，BOD肯定也很高。既然楼主强调氮磷，BOD的去除应该没有问题。出水怎么可能有太多碳源？
yoruba：
“如果对于脱氮除磷有高要求，BOD肯定也很高。既然楼主强调氮磷，BOD的去除应该没有问题。出水怎么可能有太多碳源？”
如果接触过实际的这种玩意，就不会这么想了。我有个工程，好氧出水COD一般在70-80（带ss混合液），二沉池全池都在冒泡泡反硝化，当然那个硝态氮充足的过头了，但是按照你的说法，无疑是碳源不足的。 如果你觉得没有外碳源反硝化就不会开始，问一句：听说过内源呼吸反硝化吗？
onthewave：
回复yoruba，硝态氮不足、碳源不足,出现在曝气池尾，因此对二沉池影响不大。厌氧池不存在碳源不足的问题，全部的碳源都让聚磷菌先用了，用完了反硝化菌接着再用，这种情况叫做除磷优先，反之，倒置AA/O脱氮优先（可惜效率受污泥回流比所治），但脱氮效率很难超过70%。反硝化需要快速BOD,尾水中连慢速BOD都快没有了，怎么进行反硝化？如果这种恶劣条件（针对反硝化而言）都能反硝化，那么反硝化就不是世界难题了。
onthewave：
冒泡泡？是不是二沉池内的结构上的有些缺陷？吸泥机？刮泥机？中心进水？周边进水？ 补充一句，我的确经常接触过这种玩艺，不是胡乱猜测哦！设计良好的沉淀池也不过勉强把污泥沉下来了，曝气池尾部10平方左右不曝气是绝对不会沉的。
看完yoruba与onthewave的讨论，深刻感受到理论与实际的差距。这是火花的碰撞。 对于onthewave的说法，道理上说得通，但是yoruba有实际有力的例子，怎么办？
如果您对AA/O接触的尚少，欢迎继续阅读下面的内容
附：AA/O的脱氮除磷原理及影响因素分析
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AA/O法又称A2O法，是英文Anaerobic-Anoxic-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，具有脱氮除磷功能的活性污泥法。
（AA/O工艺流程简图）
AA/O各反应器单元的功能
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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）；
缺氧反应器，首要功能是脱氮，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）；
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。
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。
脱氮除磷的原理
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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。
（各个反应单元内物质的转换）
AA/O处理效果的影响因素
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污水中生物降解有机物对脱氮除磷的影响：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，使硝化作用完全）。
污泥龄ts：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20~30 d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15~20 d。
DO：
好氧池：DO为2 mg/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<0.5 mg/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<0.2 mg/L，这对除磷影响不大。
混合液回流（内回流）比RN：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%。
污泥回流R：回流污泥是从二沉池底流回到厌氧池，靠回流污泥维持各段污泥浓度，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%
TKN/MLSS负荷率：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<0.05 kgTKN/kgMLSS·d，否则会影响氨氮的硝化。
水力停留时间：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6~8 h，而三段HRT的比例为厌氧段∶缺氧段∶好氧段=1∶1∶(3~4)。
温度：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。
ph值：
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。
（以上内容整理自水世界原帖：A2O处理工艺浅谈）
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