1、1污水处理中的 A2O 工艺在工程中的设计实践摘要：本文结合设计要求处理水量为 100000m3/d 的城市生活污水处理厂，针对已运行稳定有效的 A2O 污水处理工艺，对城市生活污水处理厂的设计进行了简要的分析，重点分析了 A2O 工艺生化池的设计。 关 键 词：污水处理；A2O 工艺；生化池设计 Abstract：In this paper, combined with the design requirements of100000m3/d treatment of water for city sewage treatment plant, based on the stable and
2、 efficient operation of A2O sewage treatment process, the city sewage treatment plant design are briefly analyzed, focusing on analysis of A2O process biochemical pool design. Key words： Sewage treatment; A2O process; Biochemical pool design 中图分类号： U664 文献标识码：A 文章编号 引言 随着工业化、城市化加快，世界面临着水资源短缺、污染严重的危机
3、。水污染降低了水体的使用功能，加剧了水资源短缺，对我国可持续发展战略的实施带来了负面影响。本文结合设计要求处理水量为100000m3/d 的城市生活污水处理厂，针对已运行稳定有效的 A2O 污水处2理工艺，对城市生活污水处理厂的设计进行了简要的分析，重点分析了A2O 工艺生化池的设计。本项目设计进出水水质根据生活污水来源和城镇污水处理厂污染物排放标准（GB 189182002）中的一级标准 B 标准排放要求，如表 1 所示。 表 1 设计进出水水质 工艺选择及分析 2.1 工艺选择 目前废水的处理主要以生物处理为主，生化法与普通物化法、化学法相比较，有以下优点：处理工艺比较成熟；处理效率高，B
4、OD 去除率一般可达 95%以上；处理成本低，运行费用少；操作管理简便。 A2/O 工艺是一种典型的除磷脱氮工艺，对于有除磷脱氮要求的城市污水处理厂，传统上往往考虑首选 A2/0 工艺，目前我国城市污水处理厂大多都是 A2/O 工艺。 其特点是厌氧、缺氧、好氧三段功能明确，界线分明，可根据进水水质和出水要求，人为创造和控制三段的时空比例和运行条件，便可根据需要达到比较高的脱氮率。其特点是流程简单，勿需外加碳源与后曝气池，以原污水为碳源，建设和运行费用较低；反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水
5、水质。 A2/0 工艺应用较为广泛，历史较长，已积累有一定的设计和运行经3验，一般可以获得较好的除磷脱氮效果，出水水质较稳定。 A2/0 工艺有以下特点。 （1）运行稳定，处理效率高，出水质量好。 （2）处理构筑物少，处理流程简化。 （3）处理水量可调，可部分运转。 （4）建设费用少，自动化程度高，操作运行简单，调度灵活。 （5）节省占地面积。 （6）可达到脱磷脱氮的目的。 2.2 工艺流程说明 （1）节流溢流井。节流溢流井用来调节、控制污水进水流量，城市污水超量或事故应急溢流。 （2）粗格栅及污水提升泵房。生活污水排水进入污水处理站前首先经过格栅井，格栅井里设细格栅一台，拦截漂浮物及悬浮物，
6、充分保障后续提升设备的安全稳定运行。 （3）细格栅及旋流沉砂池。去除水质中的泥沙等较大的悬浮物，保证后续生化处理的稳定性。 （4）A2/0 生化池。旋流沉砂池出水进入 A2/0 生化池，实现对污水的生化处理，对污水进行 COD 去除及脱氮除磷。A2/0 生化池出水进入二沉池进行沉淀处理。 （5）消毒池。彻底杀灭各种病原菌及大肠菌群。消毒采用 ClO2 杀菌器，杀菌效果好，运行稳定、安全。 （6）污泥浓缩池。剩余污泥排入污泥浓缩池进行浓缩。 4生物化反应池 A2O 工艺是 Anaorobic-Anoxic-Oxic 的英文缩写，它是厌氧缺氧好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2O 工艺于 70 年代由
7、美国专家在厌氧好氧除磷工艺（A/O）的基础上开发出来的，该工艺同时具有脱氮除磷的功能，可以针对现今污水特点（水体富营养化）进行有效处理。 该工艺在厌氧好氧除磷工艺（A/O）中加入缺氧池，将好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以达到硝化脱氮的目的。 图 1A2O 工艺流程图 在厌氧池中，原污水及同步进入的从二沉池的混合液回流的含磷污泥的注入，本段主要功能为释放磷，使污水中 P 的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收而使污水中 BOD 浓度下降；别外，NH3-N，因细胞的合成而被去除一部分，使污水中 NH3-N 浓度下降，但 NO3-N 含量没有变化。在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有机物
8、作碳源，将回流混合液中带入的大量 NO3-N 和 NO2-N 还原为 N2 释放至空气，因此BOD5 浓度下降，NO3-N 浓度大幅度下降，而磷的变化很小。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，而继续下降，有机氮被氨化继而被硝化，使 NH3-N 浓度显著下降，但随着硝化过程使 NO3-N 浓度增加，P 随着聚磷菌的过量摄取，也比较快的速度下降。 脱氮过程是各种形态的氮转化为 N2 从水中脱除的过程。在好氧池中，污泥中的有机氮被细菌分解成氨，硝化作用使氨进一步转化为硝态氨5（主要是依靠细菌水解氨化作用和依靠亚硝化菌与硝化菌的硝化作用） ；在缺氧池中，硝态氨进行反硝化，硝态氨还原成 N2 逸出（主要
9、是依靠反硝化菌的反硝化作用） 。除磷过程是使水中的磷转移到活性污泥或生物膜上，而后通过排泥或旁路工艺加以去除。在厌氧池中，使含磷化合物成溶解性磷，聚磷细菌释放出积储的磷酸盐；在好氧池中聚磷细菌大量吸收并积储溶解性磷化物中的磷合成 ATP 与聚磷酸盐，而这一过程是依靠好氧菌聚磷细菌。 整个工艺的关键在于混合液回流，由于回流液中的大量硝酸盐回流到缺氧池后，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，有利于降低出水的硝酸氮，同时也可以解决利用微生物的内源代谢物质作为碳源的碳源不足问题，改善出水水质。所以，A2O 工艺由于不同环境条件，不同功能的微生物群落的有机配合，加之厌氧、缺氧条件下，
10、部分不可生物降解的有机物（CODNB）能被开环或断链，使得 N、P、有机碳被同时去除，并提高对 CODNB 的去除效果。它可以同时完成有机物的去除，硝化脱氮、磷的过量摄取而被去除等功能，脱氮的前提是NH3N 应完全硝化，好氧池能完成这一功能，缺氧池则完成脱氮功能。厌氧池和好氧池联合完成除磷功能。 A2O 工艺生化池设计 4.1 有关设计参数 BOD5 污泥负荷 N=0.13 kgBOD5/(kgMLSS.d)；回流污泥浓度 XR=8000 mg/L；污泥回流比 R=80%；混合液悬浮固体浓度 X=4000 mg/L；混合液回流比 R 内=133%。 64.2 反应池容积 1）厌氧池设计计算，取
11、平均停流时间 1.8h，得：V 厌9300m3；2）各段水利停流时间和容积比厌氧池：缺氧池：好氧池1：1：3，得：V 好=27900m3。 4.3 校核氮磷负荷 经计算：1）好氧段总氮负荷=0.0580.05kgTN/(kgMLSS.d)，符合要求；2）厌氧段总磷负荷=0.0170.06kgTP/(kgMLSS.d)，符合要求。 4.4 剩余污泥量 取污泥增殖系数 y0.6，污泥自身氧化率 kd0.05，污泥龄c15d，得：1）yobs=0.3429；2）计算排除的以挥发性悬浮固体计的污泥量 Px=5527.5?/d；3）计算排除的以 SS 计污泥量 Px（ss）=6909.4?/d。 4.5
12、 反应池尺寸 反应池总体积 V=46500m3，设反应池 3 组，单组池容积 V 单15500m3，有效水深 h4.0m，单组有效面积 S 单3875m2。采用 5 廊道式推流式反应池，廊道宽 b7.0m，单组反应池长度 L111m。校核：b/h=1.75，L/b=9.3，均满足要求。取超高为 1.0m，则反应池总高 H5.0 m。 4.6 反应池进、出水系统计算 （1）进水管。单组反应池进水管段计算流量 Q1=Q/4=0.1444m3/s，管道流速 v=0.8 m/s，管道过水断面积 A= =0.1805?，管径 DN500mm。 （2）回流污泥管。单组反应池回流污泥管设计流量 Q 内7=0
13、.21m3/s，取回流污泥管管径 DN500mm。 （3）出水管。反应池出水管设计流量为 0.82 m3/s，管道流速 v0.8m/s，管道过水断面 A1.03?，取出水管径 DN1100mm。 4.7 曝气系统设计计算 （1）设计需氧量 AOR。碳化需氧量为 10553.8kg O2/d，硝化需氧量为 8533.4kg O2/d，反硝化需氧量为 949.6kg O2/d，总需氧量为18137.6kg O2/d。 （2）标准需氧量。采用鼓风曝气，微孔曝气器。取气压调整系数为1，曝气池内平均溶解氧 CL2mg/l,水中溶解氧 Cs(20)=9.17mg/l，CS(25)=8.38mg/l，EA=
14、18%。空气扩散气出口处绝对压强为1.385105Pa，空气离开好氧反应池对氧的百分比 17.54%，好氧反应池中平均溶解氧饱和度为 9.12mg/l，标准需氧量为 331.61kg02/h，好氧反应池平均时供气量为 5542m3/h，好氧反应池最大时供气量为8202.2m3/h。 （3）曝气器数量计算（以单相反应池计算） 。按提供氧能力计算所需曝气器数量，曝气器个数 1386 个，服务面积校核为 0.92m2，符合要求。4.8 厌氧池设备选择（以单组反应池计算） 厌氧池设导流墙，将池分 3 格，每格内设潜水搅拌机 1 台，按 5w/m3比容计。厌氧池有效容积为 1120 m3，全混合池污水所
15、需功率为 5600w，则每台潜水搅拌机功率为 1866w，查手册选取 600QJB2.2J。 4.9 缺氧池设备选择（以单组反应池计算） 8缺氧池设导流墙，将池分 3 格，每格内设潜水搅拌机 1 台，按 5w/m3比容计。缺氧池有效容积为 1120 m3，全混合池污水所需功率为 5600w，则每台潜水搅拌机功率为 1866w，查手册选取 600QJB2.2J。 结语 文章通过结合设计要求处理水量为 100000m3/d 的城市生活污水处理厂，对其采取 A2O 污水处理工艺，提出城市生活污水处理厂 A2O 工艺，重点分析了 A2O 工艺生化池的设计，以此为实例提出详细设计思路，为同类工程提供参考借鉴。 参考文献： 1 林涛，张景祯A2O 工艺的概述及其原理J水世界，2007，28（10）：118119 2 杜海星A2O 工艺常见问题及其解决方法J市政给排水，2011，27（01）：3133 3 陈水龙提高 A2O 工艺总体处理效果的措施J给水排水，2011，31（07）：5758
