从A2O到改良工艺污水脱氮除磷难题之路

从A2O到改良工艺污水脱氮除磷难题之路

 

在“双碳”目标与水污染防治攻坚战的背景下，如何高效处理氮磷超标污水，成为污水处理厂的核心课题。A2O工艺作为同步脱氮除磷的经典技术，凭借“厌氧-缺氧-好氧”三段式设计，早已成为行业标配。但面对低碳源水质、高排放标准的挑战，传统A2O的短板逐渐显现。今天，我们就来拆解这套“明星工艺”的底层逻辑，以及那些让它“进化升级”的关键技术。

 一、A2O工艺：污水厂的“全能选手”如何工作？

   A2O的核心是构建三个“微生物战场”，让不同功能的细菌各司其职：

1. 厌氧池：磷的“释放车间”

污水刚进入厌氧区（无溶解氧），聚磷菌就开始“饥饿模式”——释放体内储存的磷，换取能量吸收污水中的脂肪酸。这些小分子有机物，将成为后续反应的“燃料”。

2. 缺氧池：氮的“消失魔术”

从好氧池回流的“硝化液”带着大量硝酸盐（NO??），反硝化菌利用厌氧区产生的脂肪酸，把硝酸盐转化为氮气排入空气，完成脱氮。

3. 好氧池：污染物的“终极绞杀”

在这里，曝气让溶解氧充足，硝化菌将氨氮转化为硝酸盐（为缺氧池提供“弹药”），聚磷菌则“暴饮暴食”，超量吸收污水中的磷，随剩余污泥排出系统。

    这套流程像一条精密的生产线，同步去除COD、氮、磷，出水能稳定达到一级B标准，甚至通过优化可达一级A。但它并非完美无缺，三大痛点正推动着技术革新。

 二、传统A2O的三大“成长烦恼”

 1. 碳源不够分：脱氮除磷“抢粮食”

脱氮需要有机物作为反硝化的“碳源”，除磷需要脂肪酸供聚磷菌“囤粮”。当污水中C/N低于4（如北方生活污水），两者就会“抢碳源”，导致总氮或总磷超标。

2. 回流系统复杂：能耗高、易干扰

为了让硝化液和污泥“循环上岗”，A2O需要两套回流设备：内回流比高达300%（好氧→缺氧），外回流比50%-100%（二沉池→厌氧）。不仅电耗占全厂40%，回流污泥中的硝酸盐还会“溜”进厌氧池，抑制磷释放。

3. 抗冲击能力弱：水质波动就“罢工”

当进水负荷突变（如雨季水量激增），厌氧区的脂肪酸生成不稳定，好氧池的溶解氧控制稍有偏差，就可能导致脱氮除磷效率骤降，甚至引发二沉池污泥上浮。

 三、从UCT到MUCT：看A2O如何“进化”

    工程师们针对痛点，开发出三代改良工艺，让A2O的“战斗力”直线升级：

 1. UCT工艺：给污泥“绕路”，避开硝酸盐干扰- 关键改进：让污泥先回流到缺氧池（反硝化消耗掉硝酸盐），再从缺氧池“派”一部分混合液回厌氧池。这样一来，厌氧池的磷释放不再被硝酸盐“捣乱”，除磷效率从70%提升至90%以上。

- 适合场景：南方河网地区低C/N污水（如C/N=3-4），典型案例：广州大坦沙污水处理厂，TP出水稳定在0.5 mg/L以下。

 2. MUCT工艺：把缺氧池“劈开”，精准控制回流

 - 关键改进：将缺氧池分成两段，第一段专门接收二沉池回流污泥（反硝化“预处理”），第二段连接好氧池硝化液回流（主反硝化区）。这样两套回流互不干扰，TN去除率从70%提升至85%，还能适应高氮磷比（TN/TP≥5）的工业废水。

- 实战案例：常州江边污水处理厂（20万吨/天），通过MUCT工艺，出水TN≤10 mg/L，TP≤0.3 mg/L，远超一级A标准。

 3. MSBR工艺：让A2O学会“变魔术”，取消二沉池

 - 关键改进：融合SBR（序批式工艺）的“时间分割”理念，通过多格反应器连续运行，省去了二沉池和复杂回流管道。不仅占地减少20%，还能像“变形金刚”一样，根据进水水质调整运行周期，特别适合水质波动大的园区污水。

- 创新应用：湖南浏阳经开区北园污水处理厂，采用MSBR工艺后，出水达到准Ⅳ类标准，成为“花园式污水厂”标杆。

 四、未来趋势：当A2O遇上“智慧大脑”与“循环经济”

 

1. 碳源自给自足：向污泥要“粮食”

通过侧流发酵技术，把污水处理产生的剩余污泥“变废为宝”，提取其中的脂肪酸作为碳源，减少对外购乙酸钠的依赖，降低运行成本30%以上。

2. AI精准控制：让工艺自己“调参数”

植入实时水质监测+机器学习算法，自动调整曝气强度、回流比和各池停留时间。比如，当进水氨氮突然升高，系统会自动加大好氧区DO，避免硝化不完全。

3. 磷资源回收：从污染物到“软黄金”

富磷污泥不再是负担！通过化学沉淀法提取鸟粪石（MgMg?PO?），可作为缓释肥料，实现“从污水到资源”的闭环，让污水处理厂从“花钱”转向“赚钱”。

 结语：没有万能的工艺，只有不断进化的技术

   A2O工艺的迭代史，正是污水处理行业“问题导向”创新的缩影。从最初的三段式设计，到UCT/MUCT对回流系统的重构，再到MSBR的集约化探索，每一次改进都瞄准实际痛点。在“双碳”与“碧水”的双重要求下，未来的污水处理技术必将更智慧、更低碳、更可持续——而这，正是一代又一代环保人持续深耕的方向。

 

你所在的污水厂正在用哪种工艺？遇到过哪些棘手的脱氮除磷难题？欢迎在评论区分享你的实战经验～

    延伸思考：当排放标准提升至“地表水准Ⅳ类”，A2O改良工艺如何与MBR、臭氧等深度处理技术结合？