A2/0工艺处理高速公路服务区污水试验研究

刘海红

（江苏省邳州市公路站，江苏 邳州 221300）

在高速公路迅猛发展的同时，高速公路附属服务设施也在不断建设和发展，高速公路服务区也成为了一个重要的污水排放源。在各种污水处理过程中，A2/O脱氮除磷工艺可称为最简单的同步脱氮除磷工艺，有较短的水力停留时间，污泥不易膨胀，且运行费用较低。大量的实践运行结果表明，在采用该工艺中的污泥存在着一定数量的反硝化聚磷菌（DPB），DPB具有和好氧聚磷菌极为相似的代谢特征，它们以硝态氮作为电子受体，利用内碳源（PHB），通过“一碳两用”的方式同时实现反硝化脱氮和吸磷过程，解决了两过程竞争碳源的问题，对高速公路低碳氮比污水的处理意义重大。

本实验重点考察了不同进水方式对A2/0工艺脱氮除磷效果的影响。

1 材料与方法

1.1 试验装置

系统试验装置由厌氧池、缺氧池、好氧池和二沉池以及搅拌器和供氧装置等组成，辅助设备还有回流泵和流量计等。反应器有效容积为15L，反应器分为3个格室，第一个厌氧池，随后为缺氧池，最后接好氧池。厌氧池、缺氧池和好氧池的容积比约为1：1：2。缺氧区用搅拌机提供充分的搅拌。好氧区是通过在格室底端的曝气头供氧。实验室内的温度保持在20~25℃。二沉池有效容积为3L。试验装置见图1。

1.2 检测指标

本试验需要检测的主要污染物指标有TP、TN和COD等，具体检测指标和方法见表1。

图1 试验装置图

图2 两点进水改良A2/O工艺

表1 检测指标和分析方法

2结果与讨论

2.1 不同进水比下污染物的去除

由前人研究可知，A2/O工艺对总磷的去除率相对较高，而对总氮的去除效果未能达到预期的目标。A2/O工艺中始终存在着不同菌群间对碳源的竞争，而且污泥回流带入厌氧区的硝酸盐氮也影响到磷的释放。为了合理地分配进入厌氧区和缺氧区的碳源，缓解不同菌群间对碳源的竞争，优化除磷脱氮的效果，进行两点进水的改良A2/O工艺脱氮除磷试验研究是很有必要[3]。试验装置见图2。

所谓“两点进水”就是进水按照一定的比例分别同时进入厌氧区和缺氧区，本试验的目的就是通过调整两点进水的比例，分配进入厌氧区和缺氧区的碳源量，找到处理特有的城市污水的最优的两点进水比例。

运行条件为进水总流量为4L/h，SRT为15d，混合液回流比为200%，污泥回流比为100%，反应器中的污泥浓度控制在3000mg/L左右，好氧区的溶解氧浓度设定为 2～4mg/L，温度为 22～25℃。污泥自二沉池回流至厌氧池，混合液自好氧池回流至缺氧池。进入厌氧区与缺氧区水量的比例通过玻璃转子流量计控制，在 3：7、5：5、7：3 三 个值中变动。在每种工况条件下，待系统稳定后，连续监测。

2.2 COD的去除

待装置运行稳定后，连续测量8周，所测结果处理如图3：

图3 不同方式进水COD去除效果

图4 不同方式进水TN、TP的去除效果

由图 3可知，COD的去除率基本不随进水比的变化而改变，始终保持了相对较高的去除率。与单点进水时系统对COD的去除效果相比，虽然去除率有所下降，但是出水仍然能够达到一级A的标准。说明系统在现有的好氧区水力停留时间的条件下，对有机物的去除率始终较高，并不随进水方式的改变而发生质的变化。

2.3 TN、TP的去除

图4为连续运行8周，不同进水方式TN和TP的去除效果。由图可知，TN的去除率随进水比的减小而减小，且在进水比为3：7时波动较大，系统对TN的去除不稳定。在进水比为3：7的条件下，TN的去除率非但没有提高，反而较单点进水时有所下降。缺氧区碳源充足，反硝化菌进行反硝化脱氮作用，由于有机负荷过高，未被反硝化菌利用的溶解性COD进入好氧区，造成异养菌的迅速繁殖，使自养型硝化菌在竞争中占不到优势，从而影响系统的硝化效果，最终导致出水TN浓度较高。硝化不完全是造成出水TN不达标的主要原因。当进水比为7：3时，回流污泥液中硝酸盐氮的含量不及单点进水时的高，对厌氧区的冲击作用小，使聚磷菌有相对良好的放磷环境，总磷的去除率略有提高，在此工况下运行时，硝化菌得到一定程度的恢复，硝化效果明显转好，但是仍然存在厌氧区碳源相对不足的问题。

结语

① 两点进水比的变化对COD去除的影响较小，COD始终保持了相对较高的去除率且随着进水比的增加而略微波动。而TN、TP的去除率随着进水比的增加而呈现明显升高的趋势。在进水比为3：7时，TN、TP的去除率波动较大，说明系统对它们的去除不稳定，抗冲击能力弱。

②与单点进水相比，两点进水比为7：3时，TN平均去除率较高，且去除相对稳定。而TP和COD的去除率为单点进水时略高。无论是单点进水还是两点进水比为7：3时，出水污染物浓度均能满足排放标准。建议在实际污水处理过程中，如果TN的去除率较低，其出水中的浓度较高时，而TP的去除不构成限制因素时 (即处理效果达标)可以采用两点进水的方式运行以提高其去除率。

[1]陈亚松，颜孜佳，文嘉等.改良型A2/O工艺的脱氮诊断分析 [J].中国给水排水，2010，26(18):23-27.

[2]王彦平.浅谈当前城市污水处理现状与发展对策[J].科技与生活，2010，(15):211.

[3]张杰，臧景红，杨宏等.A2/O工艺的固有缺欠和对策研究[J].给水排水，2003，29(3):22-26.