环保工艺之——AB工艺新技术及工艺的改进

一、AB工艺新技术

传统的AB工艺运行时部分氨氮、磷和COD一起被A段快速生长的微生物通过吸附作用带入A段剩余污泥中，进入B段的废水中COD含量少、氨氮约10～30mg/L，另外A段污泥经消化处理后产生具有较高氨氮含量的浓缩液(一般为0.5～1.5kgN/L)，总体上BOD5/TN很难达到反硝化对碳源的需求水平而成为AB工艺在脱氮过程中遇到的障碍。因此，传统AB工艺在脱氮除磷时必须采取控制A段的COD去除率，或在反硝化段添加碳源并增加B段硝化运行级数和控制硝化液回流量等烦琐措施才能实现达标排放。　
   现结合传统的AB工艺运行方式对新近发现的亚硝酸盐型硝化和ANAMMOX工艺加以改进，在减少能源(外加碳源和氧气)消耗的同时产生了甲烷，减少了占地面积，提高了废水处理系统的脱氮除磷效率。 
1.改进设想
  将现有的AB工艺进行改进，利用SHARON或OLAND过程与氨氮厌氧氧化的ANAMMOX联合实现脱氮，这种工艺在减少基建投资和运行成本的同时还能保证稳定、高效的脱氮除磷效果 。

2.氨氮和亚硝酸盐量的合理搭配
　　ANAMMOX中所需的氨氮和亚硝酸盐的最佳比例是脱氮的关键，实验表明，ANAMMOX污泥可以有效地从污泥消化出水中去除氨氮和亚硝酸盐(见表1)，但在实际工程中受温度、碱度、溶解氧等环境条件影响时如何控制亚硝酸盐硝化段的氨氮转化率是实现完全脱氮的关键。3.pH值的有效调控
　　亚硝酸盐硝化段的最佳pH值为7.4～8.3，在氨氮氧化为亚硝酸盐的过程中每氧化1mol的氨氮可产生2mg/L的氢离子使出水pH值降低。如果50%的氨氮被转化为亚硝酸盐，则对于大多数污泥厌氧消化出水中以碳酸氢盐形式存在的碱度足以弥补酸的产生，不需要添加额外的碱。因此，如何在最佳pH值内提高氨氮的转化率是研究的关键。 

二、可行性
　　A段产生的污泥含有大量有机物(吸附的BOD)、氨氮和磷，经厌氧消化处理后有机物以甲烷的形式回收利用，厌氧释放的含氨氮、磷上清液在进入亚硝酸盐硝化反应器前经过一道化学除磷过程之后进入亚硝酸盐硝化段。自养型氨厌氧氧化菌具有相对较低的氨氮亲和力，因此在处理氨氮浓度＞500g/m3的高温废水时出水中还会剩余一定量的氨氮，这为氨氮与亚硝酸盐以1∶1进入ANAMMOX段提供了非常好的条件。ANAMMOX中自养型氨厌氧氧化菌以NO2-为电子受体、氨氮为电子供体、CO2或HCO3-为碳源，最终将NO2-和氨氮转化为氮气。这一过程无论在理论和实践上都是可行的。
三、改进工艺的优点
　　改进后的AB工艺除具有传统AB工艺的特点外，还增加了以下优点：
　　① 整个过程需要更少的供氧量(理论上减少了62.5%)；
　  ② 不需要外加碳源(BOD)，从根本上解决了现有的污水处理厂普遍因碳源不足而脱氮除磷效率低的问题；
　　 ③ 污泥消化性能好，A段吸附的COD经污泥消化转化为甲烷(0.5kg甲烷/kgCOD)，并且由于ANAMMOX微生物世代期长而从总体上减少了剩余污泥产量；
　　 ④ 通过A段吸附的有机物在污泥厌氧消化中提供短链脂肪酸强化了污泥释磷的效果，结合后续的化学除磷过程使废水中磷的去除更彻底；
　 ⑤ ANAMMOX段氮的转化率可达到0.25kgN/(kgSS?d)，是传统活性污泥反硝化速率［0.012kgTN/(kgSS?d)］的20倍，大大提高了脱氮效率；
　　 ⑥ 由于负荷高，水力停留时间短，节省了占地面积和基建投资并实现了污水与污泥消化渗滤液一同高效处理，是城市污水处理厂未来处理工艺发展的新方向。

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