【南京纯水设备行业新闻】A 2O法又称AA O法，英文Anaerobic-A noxic-Ox第一个字母的简称（厌氧-缺氧-好氧法）一种常用的污水处置工艺，可用于二级污水处置或三级污水处置，以及中水回用，具有良好的脱氮除磷效果。保守 A2/O工艺的单泥系统中高效地完成脱氮和除磷两个过程，就会发生各种矛盾抵触，比如泥龄的矛盾、碳源竞争、硝酸盐及溶解氧（DO剩余干扰等。

一、保守A2O工艺存在矛盾

1污泥龄矛盾

保守A2/O工艺属于单泥系统，聚磷菌（PA O反硝化菌和硝化菌等功能微生物混合生长于同一系统中，而各类微生物实现其功能最大化所需的泥龄不同：

1自养硝化菌与普通异养好氧菌和反硝化菌相比，硝化菌的世代周期较长，欲使其成为优势菌群，需控制系统在长泥龄状态下运行。冬季系统具有良好硝化效果时的污泥龄（SRT需控制在30d以上；南京水处理设备即使夏季，若 SRT＜5d系统的硝化效果将显得极其微弱。

2PA O属短世代周期微生物，甚至其最大世代周期（Gmax都小于硝化菌的最小世代周期（Gmin

从生物除磷角度分析富磷污泥的排放是实现系统磷减量化的唯一渠道。

若排泥不及时，一方面会因 PA O内源呼吸使胞内糖原消耗殆尽，进而影响厌氧区乙酸盐的吸收及聚 -β-羟基烷酸（PHA 贮存，系统除磷率下降，严重时甚至造成富磷污泥磷的二次释放；另一方面，SRT也影响到系统内 PA O和聚糖菌（GA O优势生长。

30℃的长泥龄（SRT≈ 10d厌氧环境中，GA O对乙酸盐的吸收速率高于PA O使其在系统中占主导地位，影响 PA O释磷行为的充分发挥。

2碳源竞争及硝酸盐和DO剩余干扰

保守A2/O脱氮除磷系统中，碳源主要消耗于释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面，其中释磷和反硝化速率与进水碳源中易降解部分的含量有很大关系。一般而言，要同时完成脱氮和除磷两个过程，进水的碳氮比（BOD5/ρ(TN＞45碳磷比（BOD5/ρ(TP＞2030

当碳源含量低于此时，南京纯水设备因前端厌氧区 PA O吸收进水中挥发性脂肪酸（VFA 及醇类等易降解发酵产物完成其细胞内 PHA 合成，使得后续缺氧区没有足够的优质碳源而抑制反硝化潜力的充分发挥，降低了系统对 TN脱除效率。

反硝化菌以内碳源和甲醇或 VFA 类为碳源时的反硝化速率分别为 1748120900mg/gd因反硝化不完全而残余的硝酸盐随外回流污泥进入厌氧区，反硝化菌将优先于 PA O利用 环境中的有机物进行反硝化脱氮，干扰厌氧释磷的正常进行，最终影响系统对磷的高效去除。

一般，当厌氧区的NO3-N质量浓度＞1.0mg/L时，会对 PA O释磷产生抑制，当其达到34mg/L时，PA O释磷行为几乎完全被抑制，释磷（PO43--P速率降 至 2.4mg/gd

依照回流位置的不同，溶解氧（DO剩余干扰主要包括：

1从分子态氧（O2和硝酸盐（NO3-N作为电子受体的氧化产能数据分析，以 O2作为电子受体的产能约为 NO3-N1.5倍，因此当系统中同时存在O2和NO3-N时，反硝化菌及普通异养菌将优先以O2为电子受体进行产能代谢。

2氧的存在破坏了PA O释磷所需的厌氧压抑”环境，致使厌氧菌以O2为终电子受体而抑制其发酵产酸作用，妨碍磷的正常释放，同时也将导致好氧异养菌与PA O进行碳源竞争。

一般厌氧区的DO质量浓度应严格控制在0.2mg/L以下。从某种意义上来说硝酸盐及DO剩余干扰释磷或反硝化过程归根还是功能菌对碳源的竞争问题。

二、保守A2O工艺改进战略

1基于 SRT矛盾的复合式

A 2/O工艺在保守 A2/O工艺的好氧区投加浮动载体填料，无锡纯水设备使载体外表附着生长自养硝化菌，而 PA O和反硝化菌则处于悬浮生长状态，这样附着态的自养硝化菌的SRT相对独立，其硝化速率受短 SRT排泥的影响较小，甚至在一定水平上得到强化。

悬浮污泥SRT填料投配比及投配位置的选择不只要考虑硝化的增强水平，还要考虑悬浮态污泥 含量降低对系统反硝化和除磷的负面影响。

载体填料的投配并不意味可大幅度增加系统排泥量，缩短悬浮污泥 SRT以提高系统除磷效率；相反，SRT缩短可能降低悬浮态污泥（MLSS含量，从而影响系统的反硝化效果，甚至造成除磷效果恶化。

研究标明，当悬浮污泥 SRT控制为 5d时，复合式 A2/O工艺的硝化效果与传统A2/O工艺相比，两者的硝化效果无明显差异，复合式A2/O工艺的载体填料不能完全独立地发挥其硝化性能；若再降低悬浮污泥SRT则因系统悬浮污泥含量的降低致使硝酸盐积累，影响厌氧磷的正常释放。

2基于“碳源竞争”角度的工艺

解决保守 A2/O工艺碳源竞争及其硝酸盐和 DO剩余干扰释磷或反硝化的问题，主要集中在3方面：

针对碳源竞争采取的解决战略，如补充外碳源、反硝化和释磷 重新分配碳源（如倒置 A2/O工艺）等；解决硝酸盐干扰释磷提出的工艺改革，如 JHBUCTMUCT等工艺；针对 DO剩余干扰释磷、反硝化的问题，可在好氧区末端增设适当容积的非曝气区”

1补充外碳源

补充外碳源是不改变原有工艺池体结构及各功能区顺序的情况下，针对短期内因水质动摇引起碳源缺乏而提出的应急措施。一般供选择的碳源可分为 2类：

a甲醇、乙醇、葡萄糖和乙酸钠等有机化合物；

b可替代有机碳源，如厌氧消化污泥上清液、木屑、牲畜或家禽粪便及含高碳源的工业废水等。相对糖类、纤维素等高碳物质而言，因微生物以低分子碳水化合物（如，甲醇、乙酸钠等）为碳源进行合成代谢时所需能量较大，使其更倾向于利用此类碳源进行分解代谢，如反硝化等。

任何外碳源的投加都要使系统经历一定的适应期，方可达到预期的效果。针对要解决的矛盾主体选择合适的碳源投加点对系统的稳定运行和节能降耗至关重要。一般在厌氧区投加外碳源不只能改善系统除磷效果，而且可增强系统的反硝化潜能；但是若反硝化碳源严重缺乏致使系统TN脱除欠佳时，应优先考虑向缺氧区投加。

2倒置A2/O工艺及其改良工艺

保守 A2/O工艺以牺牲系统的反硝化速率为前提，优先考虑释磷对碳源的需求，而将厌氧区置于工艺前端，缺氧区后置，忽视了释磷自身并非除磷工艺的目的所在

从除磷角度分析可知，倒置 A2/O工艺还具有 2个优势：

饥饿效应”PA O厌氧释磷后直接进入生化 效率较高的好氧环境，其在厌氧条件下形成的摄磷驱 动力可以得到充分地利用。群体效应”允许所有 参与回流的污泥经历完整的释磷、摄磷过程。然而有研究者认为，倒置 A2/O工艺的布置形式。3JHBUCT及改良 UCT工艺

与分点进水倒置 A2/O工艺相比，JHB亦称 A+A2/O工艺）和 UCT工艺的设计初衷是通过改变外回流位点以解决硝酸盐、DO剩余干扰释磷。

JHB工艺中的氮素的脱除主要发生在污泥反硝化区和缺氧区，且两者的脱除量相当，污泥反硝化区的设置改变了氮素在各功能区的分配比例，使厌氧区能够更好地专注于释磷。

JHB工艺流程与倒置 A2/O工艺相同，对于低 C/N进水而言，JHB工艺污泥反硝化区的设置可能会引起后续各功能区的碳源不足，为此也有必要采用分点进水方式。

与倒置 A2/O工艺不同，UCT工艺是不改变传统 A2/O工艺各功能区空间位置的情况下，污泥先回流至缺氧区，使其经历反硝化脱氮后，再通过缺氧区的混合液回流至厌氧区，防止了回流污泥中硝酸盐、DO对厌氧释磷的干扰。

UCT工艺流程在进水C/N适中的情况下，缺氧区的反硝化作用可使回流至厌氧区的混合液中硝酸盐的含量接近于0而当进水C/N较低时，UCT工艺中的缺氧区可能无法实现氮的完全脱除，仍有局部硝酸盐进入厌氧区，因此又产生了改良 UCT工艺（MUCT

与 UCT工艺相比，MUCT将传统 A2/O工艺中 缺氧区分隔为 2个独立区域，前缺氧区接受来自 二沉池的回流污泥，后缺氧区接受好氧区的硝化液，从而使外回流污泥的反硝化与内回流硝化液的反硝 化完全分离，进一步减少了硝酸盐对厌氧释磷的影响。

以MUCT工艺为主体工艺的流程图无论 UCT还是MUCT回流系统的改变强化了厌氧、缺氧的交替环境，使其与 JHB一样，缺氧区容易富集反硝化 PA O实现同步脱氮除磷。

3兼顾 SRT矛盾及“碳源竞争”工艺

1新型双污泥脱氮除磷工艺

新型双污泥脱氮除磷工艺（PA SF工艺也可谓是保守 A2/O与曝气生物滤池（BA F组合工艺，以分相培养为基础的双泥系统，能更好地满足各功能微生物对环境、营养物质及生存空间的最佳需求。

工艺设计及运行过程中，通过缩短前端 A2/O工艺好氧区的HRT将硝化过程从中分离而顺序“嫁接”于二沉池后端的BA F

对于 PA O厌氧释磷而言，因前端的污泥单元不承担硝化功能，理想条件下外回流污泥中不含有硝酸盐，为 PA O释磷创造了良好的压抑”环境，使其优先利用原水中的VFA 类物质合成 PHA 并释放磷；

再者，也因长 SRT硝化菌以生物膜形式固着生长在填料外表而短SRTPA O和反硝化菌呈悬浮态生长在前端的污泥单元，实现了硝化菌与反硝化菌、PA O等功 能微生物的SRT分离，缓解了SRT矛盾。决定缺氧区反硝化效果的因素主要有2个：进入缺氧区的优质碳源（VFA 和 PHA 含量及来自 BA F内回流硝化液中的硝酸盐含量。

当进水 C/N较高时，硝酸盐成为反硝化的限制因子，随着内回流比的增大缺氧区异养反硝化效果也相应提高，但升高幅度却呈递减趋势；

而当进水 C/N较低时，因碳源成为反硝化的限制因子，根据异养反硝化菌和反 硝化 PA O对电子受体的竞争机制，适当提高内回 流硝酸盐负荷的方式抚慰反硝化聚磷菌（DPA O优势生长，使其以硝酸盐为电子受体，并以 PHA 为电子供体进行同步反硝化脱氮除磷，实现“一碳 两用”同时可节省系统的能耗，减少污泥产量。

2双循环两相生物处置工艺

双循环两相生物处置工艺（BICT序批式活性污泥法的基础上，增设独立的生物膜硝化反应器，使自养硝化菌与反硝化菌、PA O等异养菌分相培养，以克服脱氮与除磷间的SRT矛盾及硝酸盐、DO干扰释磷而开发的污水处置新工艺，其主体单元由厌氧生物选择器、序批式悬浮污泥主反应器、生物膜硝化反应器组成。

该工艺正常运行时主要完成 4个操作过程：

a进水、曝气搅拌 +污泥回流

原水与沉淀池的回流污泥在厌氧生物选择器内混合接触，借助高负荷梯 度产生的选择压力”筛选出具有良好絮凝性的细 菌，并使 PA O厌氧释磷。此时，主反应器在曝气搅 拌的作用下，完成 COD去除及 PA O超量摄磷；

b缺氧搅拌 +硝化液回流

主反应器接受来自生物膜反应器的硝化液，机械搅拌作用下，完成反硝化脱氮，同时被挤出的混合液进入沉淀池，经沉淀分离后上清液进入生物膜硝化反应器；

c再曝气

吹脱污泥中包裹的氮气以利于泥水分离，也可强化 PA O好氧摄磷；

d静止沉淀、滗水

静止沉淀的同时排出富磷污泥。此工艺独立硝化反应单元的设置消除了SRT与硝化的高度关联性，SRT不再是影响系统脱氮效率的限制因子。

3BCFS工艺

BCFS工艺（BiologischChemischFosfaatStikstofverwijd可实现磷的完全去除和氮的最佳脱除。

与 UCT工艺相比，BCFS工艺在主流线上增设2个反应区—接触区和混合区。

介于厌氧区与缺 氧区之间的接触区相当于第 2选择池，可以有效控 制丝状菌的异常生长，防止污泥膨胀的发生；另外，也因回流污泥先回流于此进行反硝化脱氮反应，给 PA O厌氧释磷营造了良好的压抑”环境。

介于缺氧区与好氧区之间的混合区相当于一个“机动单元”可通过曝气系统的启闭灵活地控制其前端好氧区和后端缺氧区的氧化还原电位，也可在低C/N条件下诱导反硝化PA O成为优势菌群而发挥同步脱氮除磷，实现“一碳两用”