a2o工藝廢水處理課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　1 A²/O法脫氮除磷的工藝在水處理中的作用</p><p>　　1.1 A ²/0工藝簡介</p><p>　　A2/O是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文縮寫，它是厭氧－缺氧－好氧生物脫氮除磷工藝的簡稱，A2/O工藝是在一個(gè)處理系統(tǒng)中同時(shí)具有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，能夠同時(shí)做到脫氮、除磷和有機(jī)物的降解，其基本工藝流程如下圖所示

2、：</p><p>　　由圖可知，污水首先進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，兼性厭氧發(fā)酵細(xì)菌將污水中可生物降解的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為VFA（揮發(fā)性脂肪酸類）這類低分子發(fā)酵中間產(chǎn)物。而聚磷菌可將其體內(nèi)存儲(chǔ)的聚磷酸鹽分解，所釋放的能量可供好氧的聚磷菌在厭氧環(huán)境下維持生存，另一部分能量還可供聚磷菌主動(dòng)吸收環(huán)境中的VFA類分子有機(jī)物，并以PHB（聚β羥丁酸）的形式在其體內(nèi)儲(chǔ)存起來。隨后污水進(jìn)入缺氧區(qū)，反硝化菌就利用好氧區(qū)回流混合液帶來的硝酸鹽，以及污

3、水中可生物降解有機(jī)物作碳源進(jìn)行反硝化，達(dá)到同時(shí)降低BOD5與脫氮的目的。接著污水進(jìn)入曝氣的好氧區(qū)，聚磷菌在吸收、利用污水中殘剩的可生物降解有機(jī)物的同時(shí)，主要是通過分解體內(nèi)儲(chǔ)存的PHB釋放能量來維持其生長繁殖。同時(shí)過量的攝取周圍環(huán)境中溶解磷，并以聚磷的形式在體內(nèi)儲(chǔ)積起來，使出水中溶解磷濃度達(dá)到最低。而有機(jī)物經(jīng)厭氧區(qū)、缺氧區(qū)分別被聚磷菌和反硝化細(xì)菌利用后，到達(dá)好氧區(qū)時(shí)濃度已相當(dāng)?shù)?，這有利于自養(yǎng)型硝化菌的生長繁殖，并通過消化作用將氨氮轉(zhuǎn)化為硝

4、酸鹽。非除磷的好養(yǎng)性異養(yǎng)菌雖然也能存在，但他在厭氧區(qū)中受到嚴(yán)重的壓抑，在好氧區(qū)又得不到充足的營養(yǎng)，因此在與其他生理類群的微生物競爭中處于相對劣勢。排放的剩余污泥中，由于</p><p>　　1.2 A²/O工藝的特點(diǎn)</p><p>　?。?）A²/O工藝中三種不同的環(huán)境條件和不同種類微生物菌群的有機(jī)配合，能同時(shí)具有去除有機(jī)物、脫氮、除磷的功能；</p>

5、<p>　　（2）在同時(shí)脫氮、除磷、去除有機(jī)物的工藝中，該工藝流程簡單，總水力停留時(shí)間也較??；</p><p>　?。?）在厭氧-缺氧-好氧交替運(yùn)行下，絲狀菌不會(huì)大量繁殖，SVI一般小于100，不會(huì)發(fā)生污泥膨脹；</p><p>　　（4）污泥中磷的含量較高，一般為2.5%以上；</p><p>　　（5）厭氧-缺氧池只需緩慢攪拌，使之混合，而以不增加溶

6、解氧為度；</p><p>　?。?）沉淀池要防止發(fā)生厭氧、缺氧狀態(tài)，以避免聚磷菌釋放磷而降低出水水質(zhì)和反硝化產(chǎn)生氮?dú)舛蓴_沉淀；</p><p>　　（7）脫氮效果受混合液回流比大小的影響，除磷效果受回流污泥中挾帶DO和硝酸鹽氮的影響，因而脫氮除磷效率受到一定限制。</p><p>　　1.2.1 A²/O工藝的優(yōu)點(diǎn)</p><p&

7、gt;　　A²/O工藝的優(yōu)點(diǎn)是厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行，可以達(dá)到同時(shí)去除有機(jī)物、脫氮、除磷的目的，而且這種運(yùn)行狀況絲狀菌不宜生長繁殖，基本不存在污泥膨脹問題。A²/O工藝流程簡單，總水力停留時(shí)間少于其他同類工藝，并且不需外加碳源，缺氧、缺氧段只進(jìn)行緩速攪拌，運(yùn)行費(fèi)用低。</p><p>　　1.2.2 A²/O工藝的缺點(diǎn)</p><p>　　A²/

8、O工藝的缺點(diǎn)是除磷效果因受到污泥齡、回流污泥中挾帶的溶解氧和NO3-N的限制，不可能十分理想；同時(shí)，由于脫氮效果取決于混合液回流比，而A²/O工藝的混合液回流比不宜太高（≤200%），脫氮效果不能滿足較高要求。</p><p>　　1.3 A²/O工藝的影響因素</p><p>　　1.3.1 溶解性有機(jī)底物濃度的影響 </p><p>　　

9、由于厭氧段中聚磷菌只能利用可快速生物降解的有機(jī)物，若此類物質(zhì)濃度較低，聚磷菌則無法正常進(jìn)行磷的釋放和吸收。研究表明，厭氧段進(jìn)水S-TP和SBOD5的比值應(yīng)小于0.06。</p><p>　　在缺氧段，若有機(jī)底物濃度較低，則反硝化脫氮速率將因碳源不足而受抑制，一般來講，廢（污）水中COD/TKN值大于8時(shí)，氮的總?cè)コ士蛇_(dá)80%，工程設(shè)計(jì)中也可按照BOD5/NOx¯－N＞4進(jìn)行控制。</p>

10、<p>　　1.3.2 污泥齡θc的影響</p><p>　　A²/O工藝的污泥齡受兩方面影響，其一是硝化菌世代時(shí)間的影響，一般為25d左右；其二是除磷主要通過剩余污泥排出系統(tǒng)，要求A²/O工藝中污泥齡不宜過長，應(yīng)為5-8d。權(quán)衡兩方面，一般A²/O工藝污泥齡為15-20d。</p><p>　　1.3.3 溶解氧DO的影響</p>

11、<p>　　A²/O工藝的溶解氧應(yīng)滿足三方面要求，即好氧段氨氮完全氧化為硝態(tài)氮所需、滿足進(jìn)水中有機(jī)底物的氧化所需及好氧段聚磷菌所需。為防止DO過高而隨污泥回流和混合液回流帶至厭氧段和缺氧段，造成厭氧不完全而影響聚磷菌的釋磷和缺氧段反硝化。一般好氧段DO在1.5-2.0㎎/L，厭氧段DO濃度小于0.2㎎/L，缺氧段DO濃度小于0.5㎎/L。</p><p>　　1.3.4 硝化區(qū)和反硝化區(qū)

12、容積比的影響</p><p>　　硝化區(qū)和反硝化區(qū)容積比受盡水水質(zhì)、水溫等變化而變化。一般硝化區(qū)和反硝化區(qū)容積比為（8~7）∶（2~3），但在水質(zhì)較差或脫氮要求較高時(shí)，該容積比最小為1∶1。</p><p>　　1.3.5 有機(jī)底物污泥負(fù)荷Ns的影響</p><p>　　好氧池Ns應(yīng)不超過0.18㎏BOD5/(㎏MLSS·d)，否則異養(yǎng)菌數(shù)數(shù)量超過硝化菌

13、而抑制硝化過程；而厭氧池的Ns應(yīng)大于0.10㎏BOD5/(㎏MLSS·d)，否則聚磷菌底物不足，除磷效果下降。</p><p>　　1.3.6 氮的污泥負(fù)荷影響</p><p>　　氮的污泥負(fù)荷過高會(huì)對硝化菌產(chǎn)生抑制，一般小于0.05㎏TKN/(㎏MLSS·d)，相應(yīng)反應(yīng)池內(nèi)污泥濃度MLSS取3000-4000㎎/L。</p><p>　　1.

14、3.7 污泥回流比R和混合液回流比Rn的影響</p><p>　　污泥回流比R一般為25%-100%，如果R太高，污泥將DO和硝態(tài)氮帶入?yún)捬醭靥?，影響其厭氧狀態(tài)且反硝化產(chǎn)生，會(huì)抑制厭氧釋磷過程；如果R太低，則維持不了正常的反應(yīng)器內(nèi)污泥濃度，影響生化反應(yīng)速率和處理效率。</p><p>　　雖然提高混合液回流比Rn可以提高反硝化效果，但Rn過大，則大量曝氣池的DO將被帶入反硝化區(qū)，反而破

15、壞了反硝化條件，且動(dòng)力費(fèi)用大。一般混合液回流比Rn根據(jù)脫氮要求在100%-600%左右。</p><p>　　1.3.8 水溫的影響</p><p>　　硝化菌生長的最適宜溫度為30-35℃，為避免硝化速率和有機(jī)底物好氧降解速率明顯下降，水溫不宜低于10℃；反硝化脫氮最適溫度為20-38℃，為避免硝酸鹽還原菌的生長速率下降，水溫不宜低于15℃。</p><p>　

16、　溫度對聚磷菌影響不大，因?yàn)榫哿拙懈邷鼐?、中溫菌和低溫菌三種，其中低溫菌又有專性和兼性的，當(dāng)水溫低于10℃時(shí)，低溫兼性菌占優(yōu)勢，其繁殖速度受溫度影響較小。</p><p>　　1.3.9 堿度的影響</p><p>　　硝化和反硝化過程分別消耗和產(chǎn)生堿度，影響pH值的變化。硝化過程最適pH值為7.8-8.4，當(dāng)pH＜6或pH＞9時(shí)，硝化反應(yīng)將停止；反硝化過程最適pH值為6.5-7.5。

17、當(dāng)系統(tǒng)堿度不足造成單元池內(nèi)pH顯著波動(dòng)時(shí)，需人為投加堿度。</p><p>　　1.3.10 水力停留時(shí)間HRT </p><p>　　系統(tǒng)的總HRT為6-8h，由于厭氧段、缺氧段內(nèi)主要為異養(yǎng)菌群，對污染底物降解速率較快，而好氧段內(nèi)為除碳異養(yǎng)菌和自養(yǎng)硝化菌，其中自養(yǎng)硝化菌代謝速率較慢，則好氧段HRT較厭氧段和缺氧段要長，三個(gè)段的HRT比為：厭氧段∶缺氧段∶好氧段1∶1∶（3-4）。<

18、;/p><p>　　厭氧段、缺氧段都宜分成串聯(lián)的幾個(gè)方格，每個(gè)方格內(nèi)設(shè)置一臺(tái)機(jī)械攪拌機(jī)，一般用葉片槳板或推進(jìn)式攪拌機(jī)，所需功率按3-5W/m³廢（污）水計(jì)算。</p><p>　　2 A²/O法脫氮除磷工藝參數(shù)的計(jì)算</p><p>　　根據(jù)原始數(shù)據(jù)與基本參數(shù)，首先判斷是否可采用A²/O法。</p><p>　　C

19、OD/TN=280/36=11.2＞8,BOD5/TP=180/5=36＞20，符合條件。</p><p>　　2.1 設(shè)計(jì)參數(shù)計(jì)算</p><p>　?。?）水力停留時(shí)間HRT為t=8h。</p><p>　?。?）BOD污泥負(fù)荷為Ns=0.18㎏BOD5/(㎏MLSS*d)。</p><p>　?。?）回流污泥濃度為Xr=10000㎎/

20、L。</p><p>　?。?）污泥回流比為50%。</p><p>　?。?）曝氣池混合液濃度</p><p>　　﹛X﹜=×Xr=×10000=3333㎎/L≈3.3㎏/m³</p><p>　　2.2 求內(nèi)回流比R</p><p><b>　　TN去除率為</b&g

21、t;</p><p>　　2.3 A²/O曝氣池容積計(jì)算</p><p><b>　　（1）有效容積</b></p><p>　　﹛V﹜=Qt=6300×8=50400m³</p><p><b>　?。?）池有效深度</b></p><p>

22、<b>　　H1=4.5m</b></p><p>　?。?）曝氣池有效面積</p><p><b>　　³</b></p><p>　　（4）分兩組，每組有效面積</p><p><b>　　= =5600m³</b></p><p&g

23、t;　?。?）設(shè)5廊道曝氣池，廊道寬8m。</p><p><b>　　單組曝氣池長度</b></p><p><b>　?。?）各段停留時(shí)間</b></p><p>　　A1∶A2∶O=1∶1∶4</p><p>　　2.4 剩余污泥量W</p><p>　　W=aQ平L

24、r-bVXv+SrQ平×50%</p><p>　　降解BOD產(chǎn)生的污泥量為</p><p>　　﹛W1﹜=aQ平Lr=0.55××(0.18-0.02)=10235.1㎏/d</p><p><b>　　內(nèi)源呼吸分解泥量</b></p><p>　　﹛Xv﹜=fx=0.75×33

25、00=2475=2.48㎏/m³</p><p>　　﹛W2﹜=bVXv=0.05×50400×2.48=6249.6㎏/d</p><p>　　不可生物降解和惰性懸浮物（NVSS）</p><p>　　該部分占TSS約50%，則</p><p>　　﹛W3﹜=SrQ平×50%=（0.15-0.03）&

26、#215;×50%=6978.5㎏/d</p><p><b>　　剩余污泥量</b></p><p>　　﹛W﹜=W1-W2+W3=10235.1-6249.6+6978.5=10964㎏/d</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　王郁，林逢凱主編.水污染控制

27、工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007：347-350</p><p>　　潘理黎，俞浙青編著.環(huán)境工程CAD技術(shù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006：152-153</p><p>　　雷樂成主編.水處理新技術(shù)及工程設(shè)計(jì)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001：246-248</p><p>　　成官文主編.水污染控制工程[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009

28、：142-145</p><p>　　晉日亞，胡雙成主編.水污染控制技術(shù)與工程[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2005：165-168</p><p><b>　　后記</b></p><p>　　通過這一周的課程設(shè)計(jì)，我熟悉了A²/O工藝在廢水處理中的作用，以及對影響A²/O工藝的因素有了一定的了解，并熟練的掌握了如何用CA