环保工艺之——A2O工艺的发展

一、A2/O工艺的发展

1932年开发的Wuhrmann工艺是最早的脱氮工艺(见图1),流程遵循硝化、反硝化的顺序而设置。由于反硝化过程需要碳源,而这种后置反硝化工艺是以微生物的内源代谢物质作为碳源,能量释放速率很低,因而脱氮速率也很低。此外污水进入系统的第一级就进行好氧反应,能耗太高;如原污水的含氮量较高,会导致好氧池容积太大,致使实际上不能满足硝化作用的条件,尤其是温度在15℃以下时更是如此;在缺氧段,由于微生物死亡释放出有机氮和氨,其中一些随水流出,从而减少了系统中总氮的去除。因此该工艺在工程上不实用,但它为以后除磷脱氮工艺的发展奠定了基础。    1962年,Ludzack和Ettinger首次提出利用进水中可生物降解的物质作为脱氮能源的前置反硝化工艺,解决了碳源不足的问题。1973年,Barnard在开发Bardenpho工艺时提出改良型Ludzack-Ettinger脱氮工艺,即广泛应用的A/O工艺(见图2)。A/O工艺中,回流液中的大量硝酸盐到缺氧池后,可以从原污水得到充足的有机物,使反硝化脱氮得以充分进行。A/O工艺不能达到完全脱氮,因为好氧反应器总流量的一部分没有回流到缺氧反应器而是直接随出水排放了。

为了克服A/O工艺不完全脱氮的不足,1973年Barnard提出把此工艺与Wuhrmann工艺联合,并称之为Bardenpho工艺(见图3)。Barnard认为,一级好氧反应器的低浓度硝酸盐排入二级缺氧反应器会被脱氮,而产生相对来说无硝酸盐的出水。为了除去二级缺氧器中产生的、附着于污泥絮体上的微细气泡和污泥停留期间释放出来的氨,在二级缺氧反应器和最终沉淀池之间引入了快速好氧反应器。Bardenpho工艺在概念上具有完全去除硝酸盐的潜力,但实际上是不可能的。

1976年,Barnard通过对Bardenpho工艺进行中试研究后提出:在Bardenpho工艺的初级缺氧反应器前加一厌氧反应器就能有效除磷(见图4)。该工艺在南非称5阶段Phoredox工艺,或简称Phoredox工艺,在美国称之为改良型Bardenpho工艺。

1980年,Rabinowitz和Marais对Phoredox工艺的研究中,选择3阶段的Phoredox工艺,即所谓的传统A2/O工艺(见图5)。

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