A?O及改良工艺对比分析（工程实操版）

在城市污水处理同步脱氮除磷领域，A?O（厌氧-缺氧-好氧）工艺凭借其技术成熟度和综合处理能力，成为应用最广泛的核心工艺之一。但传统A?O工艺存在脱氮与除磷参数矛盾、碳源竞争、低碳氮比（C/N）污水适配性不足等固有痛点，为此行业内衍生出预缺氧改良A?O、A?O-MBR耦合、分段进水A?O等多种改良工艺。本文从工艺构型、关键参数、处理效果、优缺点及工程应用等维度，对各类工艺进行全面对比，为污水处理厂设计、改造及运行优化提供参考。

一、工艺体系核心概述

A?O工艺的核心原理是通过“厌氧释磷、缺氧脱氮、好氧硝化吸磷”三区协同，利用聚磷菌、反硝化菌、硝化菌的代谢特性，同步实现有机物降解、氮磷去除。其核心流程为：预处理→厌氧池→缺氧池→好氧池→二沉池→深度处理→排放。

传统A?O工艺的核心痛点的在于：硝化需长污泥龄（SRT），而除磷需短SRT，二者存在参数冲突；回流污泥携带的硝酸盐进入厌氧区，与聚磷菌争夺碳源，抑制释磷效率；低碳源污水中，反硝化与除磷的碳源竞争问题突出，导致脱氮除磷效率下降。各类改良工艺通过池体构型优化、模块耦合、参数调整等方式，针对性破解上述痛点，适配不同水质、排放标准及工程场景。

二、主流工艺核心构型与改良要点

各类A?O及改良工艺的核心差异始于构型设计，不同改良思路直接决定其功能侧重和适用场景，具体如下：

1. 传统A?O工艺

核心构型为“厌氧池→缺氧池→好氧池”三段串联，无额外功能分区，污泥回流直接进入厌氧池，混合液回流从好氧池末端至缺氧池前端。该工艺依托三区时序协同实现脱氮除磷，无针对性优化设计，是所有改良工艺的基础原型。

2. 预缺氧改良A?O工艺

在传统A?O厌氧池前端增设预缺氧池（水力停留时间HRT=0.5-1h），污泥回流先进入预缺氧池，利用进水COD优先去除回流污泥中的硝酸盐，避免硝酸盐进入厌氧区抑制聚磷菌释磷。核心流程优化为：预处理→预缺氧池→厌氧池→缺氧池→好氧池→二沉池→排放，重点解决碳源竞争问题。

3. A?O-MBR耦合工艺

采用“A?O生物池+膜组件”替代传统A?O的“生物池+二沉池”，利用膜分离技术实现泥水高效分离，无需二沉池。膜组件可截留高浓度微生物，维持生物池内高MLSS浓度，强化硝化反应；同时避免污泥流失，提升系统运行稳定性。核心流程：预处理→A?O生物池→膜池→消毒排放。

4. 分段进水A?O工艺

将进水沿缺氧池长度方向分段分配（通常分为2-3段），利用进水碳源直接为缺氧区反硝化提供基质，减少外碳源投加量。通过调整各段进水量比例，优化碳源分配，缓解反硝化与除磷的碳源竞争，同时强化脱氮效率。核心构型为“厌氧池→分段进水缺氧池→好氧池”，污泥回流至厌氧池前端。

5. A?O-BAF组合工艺

在A?O工艺后端串联BAF（曝气生物滤池），形成“生物处理+深度过滤”组合系统。A?O单元实现污染物初步去除，BAF单元通过滤料截留、微生物附着代谢，进一步去除TN、TP及残留有机物，实现深度脱氮除磷。核心流程：A?O出水→BAF→消毒排放。

6. A?O+泥膜复合工艺

在A?O生物池内增设膜载体（如弹性填料、悬浮载体），形成“活性污泥+生物膜”共生系统。生物膜可附着大量硝化菌、反硝化菌，延长微生物停留时间，强化硝化脱氮；同时提升系统抗冲击负荷能力，减少污泥流失，兼顾脱氮除磷效率与运行稳定性。

三、关键设计参数对比

设计参数直接决定工艺运行效果与成本，各类工艺的核心参数差异如下表所示（以市政污水为例，默认排放标准为一级A标）：

工艺类型	TN去除率（%）	TP去除率（%）	适配排放标准	核心优点	主要缺点
传统A?O	70-75	80-85	一级A标（TN≤15mg/L，TP≤0.5mg/L）	技术成熟、运行稳定；适配水质波动；运行成本适中	脱氮与除磷参数矛盾；低碳源污水需投加外碳源；碳源竞争突出
预缺氧改良A?O	75-80	85-90	一级A标，部分可接近准Ⅳ类	解决碳源竞争；脱氮除磷效率提升；改造难度低（适配老厂升级）	占地面积略增；低温下仍需补充碳源
A?O-MBR耦合工艺	80-85	85-95	准Ⅳ类（TN≤10mg/L，TP≤0.3mg/L）	出水水质优异；占地面积仅为传统工艺1/3-1/2；无污泥流失风险	膜组件成本高；维护复杂（易堵塞）；能耗偏高；运行成本高
分段进水A?O	78-83	82-88	一级A标，少量碳源投加达准Ⅳ类	无需大量外碳源；工艺简单；适配老厂改造；脱氮效果稳定	进水分配控制复杂；对自动化要求略高；除磷依赖进水碳源
A?O-BAF组合工艺	82-88	88-93	准Ⅳ类	深度脱氮除磷；无二沉池污泥上浮；适配低碳氮比污水	占地面积增加；BAF滤料需定期更换；投资成本偏高
A?O+泥膜复合工艺	76-82	86-92	一级A标至准Ⅳ类	抗冲击负荷强；运行成本适中；低碳减排（碳排放量为传统A?O的56.52%）	载体需定期维护；对载体选型要求高

五、工程应用案例与适用场景

结合工艺特性与工程实践，各类工艺的适用场景及典型案例如下：

1. 传统A?O工艺

适用场景：新建中小型市政污水处理厂（5-50万m?/d）、排放标准为一级A标的项目；适配含少量工业废水的复合型污水（需调整可生化系数）。

案例参考：椒江污水处理三期工程，初期采用传统A?O工艺，日处理污水10万吨，出水达一级A标，后因提标需求升级为预缺氧改良工艺。

2. 预缺氧改良A?O工艺

适用场景：传统A?O厂提标改造、低碳源市政污水项目；需强化脱氮除磷但预算有限的新建项目。

案例参考：某“城市污水改良A?O强化脱氮除磷工艺”已在全国20多个省区推广，合计污水处理规模达17.72亿吨/年，出水达一级A标，无需化学除磷辅助。

3. A?O-MBR耦合工艺

适用场景：土地资源紧张的城市核心区、出水需达准Ⅳ类的提标改造项目；低温、低C/N污水场景。

案例参考：兰州盐场污水处理厂（全地埋式），采用改良A?O+MBR工艺，出水达一级A标，观感接近自来水，服务近40万人口，占地面积较传统工艺减少40%。

4. 分段进水A?O工艺

适用场景：老污水处理厂升级改造、低碳源污水项目；需控制外碳源投加成本的项目。

案例参考：青岛城阳污水处理厂改造项目，采用分段进水A?O工艺，出水达一级A标，外碳源投加量较传统A?O减少30%，为国家示范工程。

5. A?O-BAF组合工艺

适用场景：需深度脱氮除磷（准Ⅳ类）的提标项目、低碳氮比污水处理；对出水水质要求严苛的市政或工业园区污水项目。

6. A?O+泥膜复合工艺

适用场景：污水处理厂扩容提标改造、追求低碳减排的项目；矿井污水、生活污水等场景。

案例参考：山西焦煤沙曲一号煤矿生活污水处理站，采用A?O+泥膜复合工艺，出水COD≤20mg/L、氨氮≤1mg/L、TP≤0.2mg/L，年节约运营成本14.2万元。

六、工艺选择核心逻辑

污水处理厂工艺选择需综合考量“水质特性、排放标准、水量规模、土地资源、运行成本”五大要素，核心逻辑如下：

1.水质与排放标准：需同步脱氮除磷且达标一级A标，优先选预缺氧改良A?O、分段进水A?O；提标至准Ⅳ类，优先选A?O-MBR、A?O-BAF组合；低碳源污水优先选分段进水A?O。

2.水量规模：大型污水厂（＞50万m?/d）优先选预缺氧改良A?O；中小型污水厂（1-50万m?/d）可选中A?O+泥膜复合、分段进水A?O；土地紧张区域优先选A?O-MBR。

3.改造与成本：老厂升级改造优先选预缺氧改良A?O、分段进水A?O（改造难度低、成本可控）；新建项目预算充足且出水要求高，可选中A?O-MBR、A?O-BAF。

4.运行管理：运行管理水平有限，优先选预缺氧改良A?O（操作简单、稳定）；自动化水平较高，可选中A?O-MBR、分段进水A?O。

七、总结与展望

传统A?O工艺作为同步脱氮除磷的基础工艺，虽存在固有痛点，但通过针对性改良，可显著提升处理效果与适配性。预缺氧改良A?O凭借“效果提升、成本适中、适配性广”的优势，仍是当前市政污水处理厂的主流选择；A?O-MBR、A?O-BAF等耦合工艺适配提标改造与严苛出水要求；分段进水A?O则为老厂改造、低碳源污水处理提供高性价比方案。

未来，A?O工艺将持续向“低碳化、模块化、高效化”升级，通过与新型生物载体、节能曝气、短程硝化-反硝化等技术深度融合，进一步降低运行成本与碳排放，为污水处理行业的绿色发展提供核心支撑。