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 随着环保标准的提高及使用年限的增长,污水处理厂需要升级改造。AB工艺对氮、磷的去除主要以A段的吸附去除为主。对于氮的去除, 虽然可以通过A 段的快速吸附及絮凝作用为B段硝化提供有利条件, 但由于碳源不足等原因导致系统反硝化效果不明显, 出水硝酸盐氮不达标。对于磷的去除, 常规AB工艺并不具备厌氧/好氧条件, 不适宜聚磷菌生长, 难以达到有效生物除磷效果。由此可见, AB工艺本身并不具备同步脱氮除磷的条件。

改造污水厂以达到脱氮除磷目的, 一定满足三个条件: 第一点, 足够的碳源, 以满足生化反应; 第二点,提供给硝化菌和聚磷菌适宜的生长时间; 第三点, 反应条件, 即缺氧、厌氧、好氧环境, 利于细菌完成硝化反硝化脱氮及吸磷释过程, 达到终于脱氮除磷目的。目前已有多种对AB工艺进行优化和升级的方法,并均已得到很好的应用。

1 间歇曝气工艺

AB工艺改造更为方便的方法, 是将B段改造为连续进水间歇曝气。连续流间歇曝气工艺是在对传统活性污泥法的改造中发展起来的。该工艺在反应池中实行间歇曝气, 并连续进出水。曝气期完成有机物和氨氮的氧化及微生物吸磷, 停气期完成反硝化及释磷。间歇曝气工艺的显著特点是流程简单, 系统脱氮除磷过程在同一反应池内即可完。采用该工艺在对污水处理厂改造时, 原有设施可不作更动, 只需定时供气、停气, 或数组曝气池通过阀门的切换交替轮流供气, 即可达到去除CODCr、BOD5、SS等常规指标, 并增加脱氮除磷功能的目的。因此在污水厂改造时十分便利。

2 A2 /O工艺及其改良工艺

AB工艺改造的另一种常见方法是将B段改造为A2 /O工艺或其他改良工艺。A2 /O工艺是一种传统的脱氮除磷工艺, 在国内应用十分广泛, 有大量的工程实例供借鉴。因此将在AB工艺改造时, 将其改造为A2 /O工艺是一种较为合理的选择。

山东泰安市污水处理厂在原有AB工艺的基础上, 保留A 段, 将B段改造为A2 /O, 形成A+ A2 /O 工艺; 在运行中当进水负荷高时开A段, 按A+ A2 /O工艺运行; 进水负荷低时则超越A段, 按A2 /O工艺运行, 充分考虑不同负荷时对系统的影响。但在实际运行中, 该水厂的脱氮除磷效果并不理想, TP去除率为77% , TN去除仅为率为32% , 其原因主要是由于原水中BOD5 含量过低, 仅为130mg/L 左右, 不足以同时兼顾脱氮与除磷, 另外由于排泥量过大使得泥龄相对变短, 对除磷有利,硝化能力却大大下降。可见, 当原水碳源不足时采用A2 /O工艺作为AB工艺改造方案并不理想。

近年来针对A2O工艺自身存在问题, 已经发展出多种A2 /O工艺的改良工艺。其中倒置A2 /O工艺由于其缺氧池提前, 反硝化优先获得碳源, 强化了硝酸氮去除的同时, 保障厌氧池内的厌氧环境也强化了磷的去除; 另外与传统AB法相比, 倒置A2 /O工艺仅保留一个回流系统, 操作也更加方便; 因此倒置A2 /O工艺特别适用于原水碳源相对不足时, 对水厂原有AB工艺的升级改造。

3 A/O+ 化学除磷

A2 /O工艺及其改良工艺, 需要至少具有厌氧、缺氧、好氧三个构筑物, 且在每个构筑物内均需要一定的停留时间, 因此改造时原有AB工艺构筑物的池容常常不够, 需要进行扩建。因此为了降低改造成本, 尽可能利用原有构筑物, 可以将原AB工艺改造为具有脱氮功能的A /O工艺, 而除磷则采用化学除磷。A /O+ 化学除磷是成熟可靠的工艺, 因此经计算当原有池容满足A /O工艺所需水力停留时间时, 采用该工艺也是十分理想的。

4 ADMONT 工艺

ADMONT工艺是由奥地利能源及环境SGP公司和维也纳技术大学针对ADMONT /HALL污水处理厂AB工艺改造, 而发明的一种新型脱氮除磷工艺。

该工艺与AB工艺的明显不同之处在于增设了两个循环。为不破坏原有系统中的生物体中主种群, 这两个循环的污泥量较小, 一般约为进水量3% 。该工艺通过图2中的循环Ñ 将中沉池和二沉池污泥混合, 从而向B段提供反硝化菌和碳源; 通过循环向A段提供硝化菌。通过这两个循环改变原有工艺中A段和B段生物相特征, 使得A、B段均同时存在硝化菌和反硝化菌, 已达到脱氮除磷功能。从有关研究及实际运行结果来看, ADMONT工艺综合了AB工艺及脱氮除磷工艺的优点, 而且能更有效利用碳源, 缓解生物脱氮除磷过程中碳源不足的问题, 不仅投资省, 而且实现了脱氮除磷的一体化, 提高出水水质。