改良A2/O工艺在低C/N废水脱氮除磷的应用综述

目前我国城市污水碳氮比（C/N）普遍较低，传统A2/O工艺运用于低C/N废水处理时存在诸多问题。改良A2/O工艺能针对性地解决传统A2/O工艺在运行过程中的缺陷，提高脱氮除磷效果。

基于生物脱氮除磷理论，总结了传统A2/O工艺运行中存在的问题，概述了几种改良工艺（倒置A2/O、UCT、MUCT、JHB、Bardenpho）的特点及优势，并分析了分段进水、补充碳源、增设填料的运行优化方式和原理。

相比于传统A2/O工艺，改良A2/O工艺的优势主要体现在：优化了混合液回流和污泥回流位置，减少了硝酸盐限制及污泥龄矛盾问题；优化了构筑物布局，缓解了碳源竞争；通过调整进水配比，提高了系统碳源利用率，降低了外加碳源成本；通过增设填料，降低了排泥对硝化速率的影响，并提高了系统抗冲击能力。

最后，提出未来改良型A2/O工艺的研究方向：组合不同工艺以实现优势互补；研究新型液体和固体碳源，兼顾经济成本和环境效益；强化微生物培养进一步提升系统脱氮除磷能力。

传统A2/O工艺是将厌氧/好氧除磷系统和缺氧/好氧脱氮系统相结合，是生物脱氮除磷的基础工艺，该工艺由厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区4部分组成，工艺流程简单，水力停留时间短。但因碳源不足、污泥龄矛盾、回流硝酸盐影响磷的释放等诸多自身局限性，难以进一步提升脱氮除磷效率无法满足排放要求。

传统A2/O工艺由厌氧区、缺氧区、好氧区和沉淀区4部分组成。

图 1 A 2/ O工艺流 程

传统A2/O工艺主要利用不同功能的微生物降解污染物，硝酸盐、污泥龄、碳源类型和内回流等因素在不同程度上影响微生物的生长活性，从而影响系统的处理效果。

基于上述影响因素，需对传统A2/O工艺进行改良以提升处理效果。倒置A2/O、UCT、MUCT、JHB及Bardenpho这5种改进工艺不仅能有效克服传统A2/O工艺的缺陷，还能减少能源和药剂消耗，降低工程投资和运行成本。

倒置A2/O工艺因为取消了内循环和调换了厌氧区与缺氧区位置，可以保留更多的PAOs种群，表现出较好的除磷性能。但因厌氧段供给的优质碳源不足，总磷的去除效果不佳。

图2 倒置A2/O工艺流程

UCT工艺在传统A2/O工艺基础上，额外增加了1条从缺氧区至厌氧区的混合液回流，并将污泥回流位置改到缺氧池，但因回流过程中DO的限制，总磷去除率较低。

图3 UCT工艺流程

MUCT工艺将UCT工艺的缺氧区分成2部分，能够分别控制污泥回流和混合液回流，弥补了UCT工艺中缺氧区的停留时间由于缺氧区混合液回流与硝化液回流相交而不便控制的缺陷。

图4 MUCT工艺流程

JHB工艺前端增加了一个预缺氧池，一部分原水流进预缺氧池，另一部分流入厌氧池，沉淀池的一部分污泥返回预缺氧池，通过进水分流的方式优化了碳源的供给，表现出较好的脱氮性能。虽降低了硝酸盐的影响，但碳源不足制约了系统除磷能力。

图5 JHB工艺流程

Bardenpho工艺是在传统A2/O工艺基础上增设一个缺氧段和一个好氧段，第二缺氧段利用第一好氧段产生的硝酸盐和剩余碳源进行反硝化脱氮，这种改进方式使污泥中的微生物可利用流入的营养物质进行反硝化，减少了污泥中硝酸盐的含量，但Bardenpho工艺在处理高浓度低C/N废水过程中，还需要组合其他工艺强化脱氮。

图6 Bardenpho工艺流程

采用改良A2/O工艺处理低C/N废水，能针对性地解决传统A2/O工艺在运行过程中的缺陷，其优势主要体现在：

（1）优化了混合液回流和污泥回流位置，减少了硝酸盐限制及污泥龄矛盾问题；

（2）优化了构筑物布局，缓解了碳源竞争；

（3）通过调整进水配比，提高了系统碳源利用率，降低了外加碳源成本；

（ 4）通过增设填料，降低了排泥对硝化速率的影响，并提高了系统抗冲击能力。

尽管改良A2/O工艺能提高系统的脱氮除磷效果，但在处理低C/N废水时，碳源不足仍是主要制约因素，为进一步提高对氮磷的去除效果，还可从以下方面研究：

（1）组合适当工艺。根据进水水质的不同，适当组合不同工艺以实现优势互补，提高系统碳源利用率。

（2）研究新型碳源。引入废水类液体碳源，兼顾环境效益和经济效益；研究释放速率稳定且经济的固体缓释碳源。

（3）强化微生物培养。利用工程技术手段培养高效脱氮除磷的微生物，提高对低C/N废水的处理效果。

第一作者：胡宝明，硕士研究生。电话：13135690861，E-mail：baminhu@163.com。

通讯作者：刘煦晴，副教授。E-mail：albertiliu@163.com。