曝气系统中的活性污泥法A/O工艺详解

A/O是Anoxic/Oxic的缩写，它的优越性是除了使有机污染物得到降解之外，还具有一定的脱氮除磷功能，是将厌氧水解技术用为活性污泥的前处理，所以A/O法是改进的活性污泥法。

基本原理：

A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，A段DO(溶解氧)不大于0.2mg/L，O段DO=2～4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，提高污水的可生化性，提高氧的效率;在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+)，在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-，通过回流控制返回至A池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环，实现污水无害化处理。

主要工艺缺点：

缺氧池在前，污水中的有机碳被反硝化菌所利用，可减轻其后好氧池的有机负荷，反硝化反应产生的碱度可以补偿好氧池中进行硝化反应对碱度的需求。好氧在缺氧池之后，可以使反硝化残留的有机污染物得到进一步去除，提高出水水质。BOD5的去除率较高可达90～95%以上，但脱氮除磷效果稍差，脱氮效率70～80%，除磷只有20～30%。

尽管如此，由于A/O工艺比较简单，也有其突出的特点，目前仍是比较普遍采用的工艺。该工艺还可以将缺氧池与好氧池合建，中间隔以档板，降低工程造价，所以这种形式有利于对现有推流式曝气器池的改造。

影响因素：

A/O工艺运行过程控制不要产生污泥膨胀和流失，其对有机物的降解率是较高的(90～95%)，缺点是脱氮除磷效果较差。

如果原污水含磷浓度<3mg/L，则选用A/O工艺是合适的，为了提高脱氮效果，A/O工艺主要控制几个因素：

1)MLSS一般应在3000mg/L以上，低于此值A/O系统脱氮效果明显降低。

2)TKN/MLSS负荷率(TKN─凯式氮，指水中氨氮与有机氮之和)：在硝化反应中该负荷率应在0.05gTKN/(gMLSS•d)之下。

3)BOD5/MLSS负荷率：在硝化反应中，影响硝化的主要因素是硝化菌的存在和活性，因为自养型硝化菌最小比增长速度为0.21/d;而异养型好氧菌的最小比增殖速度为1.2/d。前者比后者的比增殖速度小得多。要使硝化菌存活并占优势，要求污泥龄大于4.76d;但对于异养型好氧菌，则污泥龄只需0.8d。在传统活性污泥法中，由于污泥龄只有2～4d，所以硝化菌不能存活并占有优势，不能完成硝化任务。要使硝化菌良好繁殖就要增大MLSS浓度或增大曝气池容积，以降低有机负荷，从而增大污泥龄。其污泥负荷率(BOD5/MLSS)应小于0.18KgBOD5/KgMLSS•d

4)污泥龄 ts：为了使硝化池内保持足够数量的硝化菌以保证硝化的顺利进行，确定的污泥龄应为硝化菌世代时间的3倍，硝化菌的平均世代时间约3.3d(20℃)若冬季水温为10℃，硝化菌世代时间为10d，则设计污泥龄应为30d

5)污水进水总氮浓度：TN应小于30mg/L，NH3-N浓度过高会抑制硝化菌的生长，使脱氮率下降至50%以下。

6)混合液回流比：R的大小直接影响反硝化脱氮效果，R增大，脱氮率提高，但R增大增加电能消耗增加运行费。

7)缺氧池BOD5/NOx--N比值：H>4以保证足够的碳/氮比，否则反硝化速率迅速下降;但当进入硝化池BOD5值又应控制在80mg/L以下，当BOD5浓度过高，异养菌迅速繁殖，抑制自养菌生长使硝化反应停滞。

8)硝化池溶解氧：DO>2mg/L，一般充足供氧DO应保持2～4mg/L，满足硝化需氧量要求，按计算氧化1gNH4+需4.57g氧。

9)水力停留时间：硝化反应水力停留时间>6h;而反硝化水力停留时间2h，两者之比为3:1，否则脱氮效率迅速下降。

10)pH：硝化反应过程生成HNO3使混合液pH下降，而硝化菌对pH很敏感，硝化最佳pH =8.0～8.4，为了保持适宜的PH就应采取相应措施，计算可知，使1g氨氮(NH3-N)完全硝化，约需碱度7.1g(以CaCO3计);反硝化过程产生的碱度(3.75g碱度/gNOx--N)可补偿硝化反应消耗碱度的一半左右。反硝化反应的最适宜pH值为6.5～7.5，大于8、小于7均不利。

11)温度：硝化反应20～30℃，低于5℃硝化反应几乎停止;反硝化反应20～40℃，低于15℃反硝化速率迅速下降。因此，在冬季应提高反硝化的污泥龄ts，降低负荷率，提高水力停留时间等措施保持反硝化速率。