传统 A2O工艺原理及特点

A²O工艺原理

1. 污水和回流污泥首先进入厌氧池，在厌氧细菌（兼氧）作用下，污水中易降解的大分子有机物转化为小分子VFA。聚磷菌吸收VFA，厌氧释磷合成胞内PHB。

2. 厌氧出水及好氧池内回流的硝化液在缺氧池完成反硝化，有机物被消耗，硝态氮被转化为氮气。

3. 缺氧池出水进入好氧池，在好氧池内有机物被进一步氧化去除，氨氮经硝化细菌发生氨化反应转化为硝态氮，同时聚磷菌体内的PHB分解超量吸磷。

4. 最后二沉池内通过排泥将富含聚磷颗粒的污泥排出，使得污水中的磷酸盐得到去除。

A²O工艺特点

1. 污水首先进入厌氧段，充分发挥了厌氧菌群对高浓度、较难降解有机物的降解优势，适合混有工业废水的城市污水处理，污泥产量少。

2. 简化了处理流程，增加了处理功能，是最简单的脱氮除磷工艺，减少了水力停留时间。

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，不会发生污泥膨胀。

4. 剩余污泥中的磷含量一般可达污泥干重的6-7% ，具有很高的肥效。

A²O工艺控制

泥量与泥龄

1. 污泥浓度和泥龄对脱氮除磷有重要影响，研究表明：当厌氧/缺氧/好氧池中的MLSS维持在3000-3800mg/L，且三个反应器中的MLSS值接近时，系统具有较好的脱氮除磷效果。

2. 聚磷菌和反硝化细菌属于异养型细菌，世代周期短，及时的排泥有助于除磷及反硝化，一般泥龄3-5d。硝化细菌属于自养型细菌，世代周期长，要想富集较多的硝化菌，需要较长的泥龄，一般20-30d。泥龄的不同，也即冲突导致除磷与脱氮不能各自完美兼顾。为了同时兼顾脱氮除磷，一般泥龄在10-20d。

碳源

1. 聚磷菌和反硝化细菌会竞争碳源，两者通常是共生关系。厌氧段碳源不足将导致释磷不足，最终致使除磷效果变差，一般将厌氧池（SP/SBOD）控制在0.06以内，污泥负荷控0.10kgBOD₅/（kgMLSS·d）以上。

2. 缺氧池内反硝化细菌以进水碳源为电子供体，以回流硝化液中的硝态氮为电子受体进行反硝化。根据工程实践经验，当COD/TKN大于8时，脱氮率可达80% 。

3. 好氧池碳源不宜过多，过多的碳源会促使好氧池内异养型好氧细菌成为优势菌群，抑制自养型硝化细菌的硝化作用，对系统脱氮产生负面影响。好氧池应将污泥负荷控制在0.15kgBOD5/（kgMLSS·d）)以下。

4. 系统运行过程中应定期核算污水进水水质是否满足BOD₅/TKN大于4，BOD₅/TP大于20（外文文献大于30）的要求，否则需要补充碳源。在碳源分配上，厌氧池、缺氧池、好氧池呈递减趋势，厌氧池需要过多的碳源，缺氧池碳源充足，好氧池碳源较低。

氨氮浓度

好氧段过高的氨氮浓度会对硝化菌产生抑制作用，要保证氨氮正常硝化，通常TKN/MLSS负荷率应小于0.05kgTKN/（kgMLSS·d）。

溶解氧（DO）

1. 为了防止进入二沉池的混合液发生反硝化或释磷，引起污泥上浮，影响出水水质和除磷效果，进入沉淀池的混合液中通常保证一定的DO浓度，且好氧池DO不足会抑制硝化菌的生长，其对DO的最低忍受极限为0.5-0.7mg/L。

2. 根据实践经验将好氧段DO控制在2mg/L为宜，最高不超过3mg/L ，DO过高可能使回流污泥和回流混合液中DO浓度偏高，不利于厌氧段释磷和缺氧段反硝化。

3. 缺氧段DO会与硝酸盐竞争电子供体，较高的DO还会影响硝酸盐还原酶的合成及活性，一般缺氧段的DO不超过0.5mg/L为宜。绝对的厌氧环境有利于聚磷菌的释磷，回流污泥不可避免带入部分DO，实际操作中厌氧 DO<0.2mg/L即可。

混合液回流比R

好氧池出水回流至缺氧池用于脱氮，回流比越大，脱氮效果越好，但较大的回流比增大了能源消耗，提高了处理成本，研究发现当R超过300%时，脱氮率可达到75%以上。

污泥回流比r

污泥回流比增大，泥龄增长，有利于自养型硝化细菌的增长，硝化作用良好，但回流污泥中过多的硝态氮进入厌氧池不但破坏了厌氧环境，还会与聚磷菌竞争碳源，影响除磷效果。相反污泥回流比减小，好氧段因硝化不完全也会导致脱氮效果不佳。一般污泥回流比在60-100%为宜，最低不少于40%。

水力停留时间（HRT）

水力停留时间与进水水质、温度等因素有关，A²O工艺整个运行时间在7-14h左右。厌氧池水力停留时间一般为1-2h，缺氧池的水力停留时间一般为0.5-3h。

温度

温度升高对生物脱氮有利，好氧段硝化反应适宜温度为30-35℃，缺氧反硝化反应适宜温度为15-25℃，当温度低于15℃，生物脱氮效率明显下降，温度的变化对除磷影响不大，厌氧除磷的适宜温度为5-30℃。

pH

厌氧段聚磷菌适宜的pH为6-8，缺氧段反硝化细菌的适宜pH为6.5-7.5，好氧段硝化细菌适宜的pH为7.5-8.5，实际操作中将污水混合液pH控制在7.0以上即可，如果pH过低，可投加石灰补充碱度。

A²O工艺发展的新形式

1）倒置A²O工艺

倒置A²O工艺主要是针对缺氧反硝化碳源不足而改进设计的，将缺氧池置于厌氧池前面，来自二沉池的回流污泥和全部进水或部分进水，50-150%的混合液回流均进入缺氧段，将碳源优先用于脱氮。

缺氧池内碳源充足，回流污泥和混合液在缺氧池内进行反硝化，去除硝态氧，再进入厌氧段，保证了厌氧池的厌氧状态，强化除磷效果。由于污泥回流至缺氧段，缺氧段污泥浓度较好氧段高出50% ，单位池容的反硝化速率明显提高，反硝化作用能够得到有效保证，倒置A²O优先利用进水中的碳源进行反硝化，系统脱氮效果优于A²O。

2）UCT工艺

UCT工艺主要是为了避免硝酸盐干扰释磷问题而提出的，回流污泥首先进入缺氧池脱氮，缺氧段部分出流混合液再回至厌氧段。通过这样的修正，可以避免因回流污泥中的硝态氮回流至厌氧段，干扰释磷而降低磷的去除率。

A²O工艺及其变式的比较分析

A²O工艺脱氮除磷过程的主要问题在于硝化长泥龄与释磷、反硝化短泥龄的矛盾，反硝化与释磷碳源分配矛盾以及污泥回流破坏厌氧环境，影响除磷问题。

普通A²O工艺通常用于C/N-C/P比值较高的污水。由于碳源充足，脱氮与除磷在争夺碳源上矛盾较小，易生物降解的含碳有机物量大，回流污泥中的硝态氮在厌氧区消耗的碳源不至于对释磷产生明显影响，系统能达到较好的除磷效果。

倒置A²O工艺适合C/P 较高，C/N较低的污水。当 BOD₅/TN<4、BOD₅/TP>20时，系统具有较好的脱氮除磷效果，倒置A²O工艺在我国一些大中型城镇污水处理厂的建设或升级改造中得到广泛应用。

UCT工艺适用于处理 BOD₅/TN或BOD₅/TP较低的城市污水。当污水C/N<4、C/P<20时，UCT工艺比普通A²O工艺具有更高的除磷效率，UCT工艺增加了从缺氧段出流液到厌氧段的回流，增加了能耗，且两套混合液回流交叉不利于控制缺氧段的水力停留时间。

知识搬运工