多段多级AO除磷脱氮工艺分析与研究_刘胜军

书给水排水Ｖｏｌ．３８增刊２０１２１９１多段多级ＡＯ除磷脱氮工艺分析与研究刘胜军杨学石凤张继伟邹仲勋孙开蓓（中国市政工程西北设计研究院有限公司，天津３００２０１）摘要多段多级ＡＯ（Ａｎａｅｒｏｂｉｃ－ｏｘｉｃＭｕｌｔｉｌｅｖｅｌＡｎｏｘｉｃ－ｏｘｉｃ，ＡＭＡＯ）除磷脱氮工艺是基于传统ＡＯ工艺发展起来的一种污水高效除磷脱氮新工艺。该工艺处理效率高、碳源利用充分、抗冲击负荷能力强，运行维护费用低，应用前景广泛。对该工艺的背景、原理和特点等进行分析与研究，并辅以工程实例。关键词ＡＭＡＯ除磷脱氮分段配水碳源利用水力搅拌Ａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｒｅｓｅａｃｈｏｆａｎａｅｒｏｂｉｃ?ｏｘｉｃｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌａｎｏｘｉｃ?ｏｘｉｃｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙＬｉｕＳｈｅｎｇｊｕｎ，ＹａｎｇＸｕｅ，ＳｈｉＦｅｎｇ，ＺｈａｎｇＪｉｗｅｉ，ＺｏｕＺｈｏｎｇｘｕｎ，ＳｕｎＫａｉｂｅｉ（ＣＳＣＥＣＡｅｃｏｍＣｏｎｓｕｌｔａｎｔｓＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｔｉａｎｊｉｎ３００２０１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡＭＡＯｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌＡ／Ｏｐｒｏｃｅｓｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｉｔｉｓａｎｅｗｅｆｆｉｃｉｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｓｅｗａｇｅｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌ．Ｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｈａｓｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎ－ｃｙ，ａｄｅｑｕａｔｅｃａｒｂｏｎｕｓｅ，ｓｔｒｏｎｇｃａｐａｂｉｌｉｔｙｏｆｓｈｏｃｋｌｏａｄ，ｌｏｗｃｏｓｔｏｐｅｒａｔｉｏｎａｎｄｍａｉｎｔｅｎａｎｃｅａｎｄｂｒｏａｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｉｔａｎａｌｙｚｅｓｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ，ｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｔｈｉｓｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＡＭＡＯ；Ｐｈｏｓｐｈｏｒｕｓａｎｄｎｉｔｒｏｇｅｎｒｅｍｏｖａｌ；Ｍｕｌｔｉ－ｐｏｉｎｔｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｏｆｗａｔｅｒ；Ｃａｒ－ｂｏｎｕｓｅ；Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｍｉｘｉｎｇ０前言随着国家对污水氮磷排放标准的不断提高，污水除磷脱氮处理新工艺的研究、开发和工程应用愈来愈受到业内的重视，特别是节能减排的新工艺、新技术，对国内外专家及相关企业更加具有吸引力。多段多级ＡＯ（ＡＭＡＯ）工艺是符合新标准的优选新工艺，该工艺是基于传统ＡＯ工艺发展起来的，具有除磷脱氮效率高、碳源利用充分、抗冲击负荷强、运行费用低等优点，适用于老厂改造工程和新厂建设工程。１工艺背景２０世纪９０年代美国、日本、加拿大和欧洲等国家在城市污水处理厂改造和新建项目中逐渐开始对高效脱氮工艺进行尝试。１９９１年美国纽约市的Ｔａｌｌｍａｎ岛水污染控制厂将原有的传统曝气改为分段进水的ＡＯ工艺，进行硝化反硝化可行性示范研究；加拿大Ｌｅｔｈｂｒｉｄｇｅ污水处理厂于２０世纪９０年代末将传统活性污泥法工艺做了同样改良，并于１９９８年调试运行；日本琵琶湖流域东北部净化中心于１９９８年扩建３１５００ｍ３／ｄ多级生物脱氮污水处理厂。Ｗｉｎｓｔｏｎ－ｓａｌｅｍ地区的ＡｒｃｈｉｃＥｌｌｅｄｇｅ污水处理厂，于２０世纪９０年代末将原有的传统活性污泥法改造为四段进水ＡＯ工艺。结果都表明该工艺具有较高的脱氮效果。国内从２０世纪９０年代末开始对分段进水ＡＯ工艺进行研究、开发和应用。中国市政工程西北设计研究院有限公司自２００３年开始，在工程设计中对新建的山东省新泰市新汶污水处理厂、泰安市第二DOI:10.13789/j.cnki.wwe1964.2012.s1.055１９２给水排水Ｖｏｌ．３８增刊２０１２污水处理厂和沧州临港经济技术开发区污水处理厂等项目，就已经尝试采用分段配水的理念，取得了较为理想的效果。２０１０年１０月１２日环境保护部发布了中华人民共和国环境保护标准———《厌氧－缺氧－好氧活性污泥法污水处理工程技术规范》（ＨＪ５７６－２０１０），该标准将“多级缺氧好氧活性污泥法（ＭＡＯ）”工艺列为ＡＡＯ的变形工艺加以规范推广。ＡＭＡＯ工艺就是在ＭＡＯ工艺基础上的发展创新。２工艺概况ＡＭＡＯ工艺将生物反应池设计为前端厌氧区／好氧＋多级缺氧／好氧区，采用多点配水技术，将污水分多段分别配入到厌氧区和各缺氧区的前端，而回流污泥全部回流到厌氧区前端，创造了更适合聚磷菌、硝化菌及反硝化菌生长繁殖的环境，大大增强了除磷脱氮能力，工艺流程如下：图１ＡＭＡＯ工艺流程图３工艺原理在污水生物处理过程中，总氮的脱除主要依靠反硝化过程来实现，进行反硝化的必要条件是先进行硝化。在硝化反硝化这个连锁反应过程中，硝化速率明显慢于反硝化速率，主要原因是硝化菌的增殖速度缓慢。生物除磷是依靠聚磷菌特殊的生理特性来完成的。在厌氧条