多段A/O 工藝系統設計

王洪輝 謝毅

（中國市政工程中南設計研究總院有限公司 湖北武漢 430010）

隨著污水廠出水執行一級A標準成為普遍現象，采用傳統脫氮工藝解決我國北方地區的高氮污水，已很難保證出水達標。為了高效脫氮，多段A/O工藝應運而生。

1 工藝流程

圖1 工藝流程圖

多點進水多段A/O工藝，由數段包括1個缺氧區和1個好氧區的A/O工藝組合而成。污泥回流到系統首端，有了實現同步生物除磷，可在系統前端設置厭氧區，組成具有生物除磷功能的多段A/O工藝。原污水進過合理的分配后，多點進入各缺氧區，從而實現有機污染物和氨氮的串聯去除和硝態氮的并聯去除。混合液回流的設置與否，可以根據水質的實際情況自由選擇。工藝流程如圖1所示。

多段A/O工藝脫氮效率高的主要原因是該工藝引入了先進的后置反硝化（O/A）理論和多點進水手段，在實現后置反硝化的同時不存在外碳源穿透的隱患。

在不設混合液回流情況下，理論上出水總氮只與分配至第n段缺氧池的原污水中氨氮含量有關。因此，系統脫氮保證率高、可控性強。系統脫氮效率可按下式計算：

式中：a——原污水氨氮含量；

b——原污水總氮含量；

c——原污水BOD5含量；

r——污泥回流比。

在不設混合液回流的情況下，Qn原污水碳源可以完全用于系統除磷，可以有效提高系統的生物除磷效果。如果原污水中氮含量過高，可以開啟混合液回流，進一步提高總氮的除去率，有效利用原水碳源脫氮，但除磷效果有所犧牲。有內回流時脫氮效率如下式：

式中：R——混合液回流比。

2 系統工藝設計

該工藝理論運算較復雜，設計的主要內容有系統分段數、進水流量分配、池容分配以及混合液回流比等四個方面的內容。

2.1 分段數選擇

理論上該工藝分段數越多脫氮效率越高。但是分段數過多會帶來運營管理、曝氣量控制、缺氧好氧界線越不明等一系列問題，反而會影響硝化和反硝化效果，得不償失。

我國北方城市污水的含氮量較高，但根據筆者的了解進水總氮含量一般不會超過100mg/L。在考慮不設置內回流、進水流量平均分配的最不利情況下，選擇4段即可保證水質達標，因此工程多選擇3～4段作為系統的分段數。

有時為了減小系統的分段數，簡化系統，可以采用開啟內回流的方式，同樣可以保證出水達標。

2.2 進水流量分配

2.2.1 在不設置內回流的情況下

對于Qn的流量分配主要目標為控制總氮，其值可按下式計算：

式中：Y——出水控制總氮值。

對于Q1～Qn-1流量配主要目標為控制各段污水中的碳氮比，合理利用系統碳源利，保證外加碳源量最省。根據室外排水規范，當c/b=4時，可以認為碳源充足。則：

同時，根據水量平衡有：

聯合式（3）、（4）、（5）即可得出進入各缺氧池的流量分配。

2.2.2 在設置內回流的情況下

Qn的流量分配可按下式計算：

2.3 缺氧及好氧池容積分配

2.3.1 各段污泥濃度分布

各段污泥濃度計算如下：

式中：M0——回流污泥濃度；

Mi——第i段污泥濃度；

Mn——第n段污泥濃度。

2.3.2 好氧池容積設計

好氧池容積分配主要是為了保證硝化反應充分進行，因此各好氧池容積應按照各段進水中氨氮負荷和污泥濃度，按照《城市污水生物脫氮除磷處理設計規程》進行計算。

2.3.3 缺氧池容積設計

缺氧池容積分配主要是為了保證反硝化反應充分進行，因此各缺氧池容積應按照各段硝態氮負荷和污泥濃度，按照《城市污水生物脫氮除磷處理設計規程》進行計算。

2.4 內回流比

一般情況下，混合液內回流比可控制100%以內，節約能耗的同時可以有效保證脫氮效率。

3 結語

3.1 工藝優勢

脫氮效率高，就我國階段的高氮生活污水實際情況和排放標準，通過優化設計，基該工藝本可以保證氮指標達標排放。

3.2 系統優化

可通過混合液內回流的開啟與否，實現系統強化脫氮和強化除磷的選擇。可優化配置原污水中有限的碳源，減少外碳源投加量。

3.3 系統配備

為了保證明確的缺氧和好氧環境，該工藝一般需配套精確曝氣控制系統；為了有效的調節進水流量、外加碳源、各段池容，便于系統適應水質水量的變化，保證各種情況下的水質達標，系統應設置較完善的水質在線監測儀表。

[1]王偉,等.多段A/0工藝流量及體積分配方法與優化控制策略.北京工業大學學報,2009.2.

[2]高俊發,等.分段進水多級A/O生物脫氮工藝設計研究.環境工程,2007,12.