倒置A2O工艺系统介绍

同济大学高廷耀、张波等认为,传统A2O工艺厌氧、缺氧、好氧布置的合理性值得怀疑。其在碳源分配上总是优先照顾释磷的需要,把厌氧区放在工艺的前部,缺氧区置后。这种作法是以牺牲系统的反硝化速率为前提的。但释磷本身并不是除磷脱氮工艺的最终目的。就工艺的最终目的而言,把厌氧区前置是否真正有利,利弊如何,是值得研究的。基于以上认识,他们对常规除磷脱氮工艺提出一种新的碳源分配方式,缺氧区放在工艺最前端,厌氧区置后,即所谓的倒置A2O工艺。

一、常规A2O工艺与倒置A2O的区别

1、常规A2O工艺及工艺流程

A2O工艺是全世界用的比较多的一种生物法污水处理工艺，它不仅能够很好的去除COD，而且实现了较高的脱氮除磷效果。
1 常规A2O工艺

A2/O工艺流程如图1所示，废水经初沉池进入厌氧池，在厌氧池主要是聚磷菌（PAOs）进行磷的释放，PAOs通过分解体内聚磷酸盐的获得能量，摄取水中的挥发性脂肪酸（VFA），将VFA以聚－β羟基丁酸（PHB）的形式存储于体内，同时释放磷到水中。污水进入缺氧池，在缺氧池主要进行反硝化反应，从好氧池回来的携带硝态氮的内回流与从厌氧池来的污水从这里混合，反硝化菌将硝态氮还原成N2，N2逸散到空气中。最后污水进入好氧池，在好氧池主要进行有机物的去除和硝化反应，好氧菌去除水中的有机物，硝化菌硝化水中的氨态氮。污水经二沉池进行排放，回流污泥回流到厌氧池保持系统污泥的浓度。

2、倒置A2/O工艺及工艺流程

倒置A2/O工艺是在常规A2/O工艺的基础上进行的改进，与A2/O工艺不同之处在于把厌氧池和缺氧池进行了位置的交换，使除磷效果有所提高。其流程包括具有内回流和无内回流的两种工艺。
有内回流的倒置A2/O工艺
具有内回流的倒置A2/O工艺如图2所示，污水与从好氧池出水回流的回流水和从二沉池来的回流污泥一起进入缺氧池，与常规A2/O工艺一样，污水在缺氧池进行反硝化。经过反硝化的污水进入厌氧池，由于此时污水中不含硝态氮，所以PAOs能很好的进行磷的释放。污水在好氧池进行有机物的降解和氨氮的硝化反应，从好氧池出去的水一部分回流到缺氧池。二沉池部分污泥进行污泥回流。 无内回流的倒置A2/O工艺
无内回流的倒置A2/O工艺如图3所示，与具内回流的倒置A2/O的唯一不同之处在于没有内回流。

二、倒置A2O与常规A2O工艺的比较

1、脱氮效果比较

常规A2/O工艺由于好氧池出水回流到缺氧池，因此在好氧池中生成的硝态氮被反硝化去除。除氨氮和总氮效果非常好。但由于反硝化反应需要在有足够碳源的条件下完成，污水在经历过前端厌氧过程后，有机物已不同程度的被降解，若原污水有机物含量低，反硝化将受到一定影响。

倒置A2/O工艺，有无内回流对氮的去除效果影响比较大，虽然此工艺缺氧段碳源已经不是制约因素，无内回流的工艺脱氨氮比较好，但脱总氮的效果不好，因为在好氧池形成的硝态氮没有被完全反硝化脱除。具有内回流的工艺脱氨氮和总氮效果很好，是比较理想化的脱氮工艺。
2、除磷效果比较
常规A2/O工艺除磷不好，因为厌氧环境受各方面的影响，首先原污水进入厌氧池，其中含有一定量O2，其次，从二沉池回流的污泥中含有硝态氮。这两个制约因素使厌氧环境并不处于严格的厌氧状态，使其首先进行一段缺氧过程，导致厌氧时间不够，影响PAOs释磷，进而影响好氧阶段磷的摄取，影响除磷效果。

倒置A2/O工艺由于将厌氧好氧位置交换，回流的硝态氮被完全反硝化去除，厌氧环境不受其他因素的影响，所以此工艺除磷效果比较好。但由于PAOs厌氧释磷需要碳源，前段缺氧反硝化亦需碳源，所以若原水有机物含量低，污水到达厌氧阶段时，有机物含量已经很低，可能会影响工艺的除磷效果。
3、池容的比较

为使工艺效果达到最佳，规定所有工艺外回流比R＝1和内回流比r＝4。厌氧释磷要达到最好的效果，PAOs必须在厌氧环境呆够1小时。微生物在池中的停留时间跟水力停留时间有关，而污染物在水中的停留时间不与流态和池形等因素有关，对于一个特定的工艺是一定值。
对于图1所示常规A2/O要达到处理效果其厌氧体积至少为2Q（Q为污水流量），缺氧时间至少为1小时，那缺氧池体积最少2Q，好氧时间8小时，即好氧池体积16Q，总体积为20Q。对于图2所示工艺，缺氧区体积2Q，厌氧区体积6Q，再加上好氧区的体积16Q，一共24Q。图3所示工艺池体总体积跟常规工艺一样为20Q。
可以看出倒置A2/O要达到好的处理效果，设内回流时体积比常规工艺要大，但倒置A2/O工艺由于工艺特点，可适当缩短初沉时间或取消初沉池。

三、工艺优化

1. 对于常规A2/O工艺，其缺点在于厌氧时间不够，因此可以适当增大厌氧区的体积，或在回流污泥回流到厌氧池之前增设预缺氧池。
2. 可以采用分点进水的方式来对常规A2/O改进。一部分直接进厌氧池，剩余部分以分点方式进入缺氧池和好氧池，因为在缺氧和好氧池分点进水，形成局部的缺氧好氧环境，硝化和反硝化交替进行。氮被脱除完全，回流污泥中含硝态氮很少，不对厌氧阶段的释磷产生影响。而且厌氧释磷和后续缺氧反硝化都有足够的碳源支持。
3. 对于已有的氧化沟工艺，要想增强其的除磷能力，可以考虑改成倒置A2/O。
4. 对于NH3-N含量不高或对总氮脱除率要求不高的，无内回流的倒置A2/O工艺最适合。