实验 A2/O工艺城市污水处理模拟实验
1、 实验目的
按照国家[污水综合排放标准]（GB8978-1996）规定，氨氮最高容许排放浓度二级标准是25mg/L，磷酸盐（以P计）最高容许排放浓度二级标准是1.0mg/L。厌氧—缺氧—好氧（A2O）工艺是污水除磷脱氮技术的主流工艺，同常规活性污泥相比，不仅仅能生物去除BOD，而且能去除氮和磷，这对于防止水体富营养化的加剧具有重要的作用。本设备是A2O工艺的教学演示和动态实验设备。通过设备实验希望达到以下目的：
（1） 了解A2O工艺的组成，运行操作要点；
（2） 确定去除滤高、能量省的运行参数，知道生产运行；
（3） 针对一些工业污染源对该工艺运行的冲击，提出准确的判断，避免造成较大的事故； （4） 用设备培训学生、技术人员、操作人员，考核其独立的工作能力，提高人员的技术素质和企业
管理水平；
（5） 利用设备运输方便的特点可以在拟建污水厂的现场，进行污水处理可行性的试验。
2、 设备的工作原理
设备的工艺流程如下图所示：
混合液回流 混合液回流泵 二沉池
进水 出水 厌氧池 缺氧池 好氧（硝化）池
进水泵
污泥回流 污泥回流泵 剩余污泥
在利用生物去除水中有机物的同时，进行生物除磷脱氮，包括厌氧、缺氧、好氧三个不同过程的交替循环。具体如下：
（1） 厌氧池 如工艺流程图所示，污水首先进入厌氧区，兼性厌氧的发酵细菌将水中的可生物降解有
机物转化为挥发性脂肪酸（VFAs）低分子发酵产物。除磷细菌可将菌体内存贮的聚磷分解，所释放的能量可供好氧的除磷细菌在厌氧环境狭隘维持生存，另一部分能量还可供除磷细菌主动吸收环境中的VFA类低分子有机物，并以聚ß丁酸（PHB）的形式在菌体内贮存起来。
（2） 缺氧池 污水自厌氧池进入缺氧区，反硝化细菌就利用好氧区中经混合液回流而带来的硝酸盐，
以及污水中可生物降解有机物进行反硝化，达到同时去碳及脱氮的目的。
（3） 好氧池 最后污水进入曝气的好氧区，除磷细胞除了可吸收、利用污水中残剩的可生物降解有机
物外，主要是分解体内贮积的PHB，产生的能量可供本身生长繁殖。此外还可以主动吸收周围环境中的溶解磷，并以聚磷的形式在体内贮积起来。这时排放的出水中溶解磷浓度已相当低，着有利于自养的硝化细菌生长繁殖，并将氨氮经硝化作用转化为硝酸盐。非除磷的好氧性异养菌虽然也存在，但它在厌氧区受到严重压抑，在好氧区又得不到充足的营养，因此在与其它生理类群的微生物竞争中处于相对弱势。排放的剩余污泥中，由于含有大量能超量贮积聚磷的贮磷细菌，污泥含磷量最高可达到6%（干重）以
上，因此大大提高了磷的去除效果。
3、 设备组成和规格
环境温度：5℃～40℃
设备本体材质主要由有机玻璃制成 处理能力约：5L/h
运行控制方式：为可编程序自动控制 污泥负荷:（KgBOD5/KgMLVSS·d）0.15~0.25 污泥龄:15~27d 污泥回流比:40~100%
设计处理效果:出水BOD5≤20mg/l；BOD5去除率≥86%
设备由一系列构筑物、设备和连接管路等组成。除了原水箱以外，所有的构筑物、设备和连接管路均安装在一个钢制台架上。设备为24h连续运行的设备，应该保证原水箱水量充足。流水通畅，供电正常。 实验装置主要有：
1、废水配水箱1个（PVC制） 2、小型进水泵1台 3、进水流量计1个 4、静音充氧泵1台 5、气体流量计1个 6、不锈钢搅拌器2套 7、调速电机2台 8、可控硅调速装置2套 9、污泥回流泵1台 10、污泥回流流量计1个 11、混合液回流泵1台 12、混合液回流流量计1个 13、自动控制箱1套 14、可编程序控制系统1套 15、漏电保护开关1套 16、电源电压表1个 17、按钮开关 18、水池低部防水板1张 19、不锈钢实验台架1套 20、连接管道及阀门若干。
设备的外形尺寸约：长×宽×高=1000mm×500mm×1600mm。
装置为24h连续运行设备，每日需取样化验污水和污泥，并测定和调整运行参数。
4、 需要的测定设备及仪器（用户自备）
实验所需的监测项目如下表所示，需要准备相关的仪器和化学药品。根据实验目的的增减测定项目，并且测定项目可分为每日一次、隔日一次、每周测定一次几种类型。 监测项目
取样点 进水： 厌氧池： 缺氧池： 好氧池： 混合液回流： 回流污泥： 二沉池出水： 分析项目 Q、pH、COD、BOD5、溶解性BOD5、溶解性COD、TKN、NH3-N、NO2-N、NO3-N、SS、VSS、TP、PO4-P、碱度 DO、T、SV、SVI、MLSS、MLVSS、TP DO、T、SV、SVI、MLSS、MLVSS、NO2-N、NO3-N DO、T、SV、SVI、MLSS、MLVSS、NO2-N、NO3-N、TP Q、MLSS、MLVSS、BOD5、COD、NO2-N、NO3-N、TP Q、MLSS、MLVSS、BOD5、COD、NO2-N、NO3-N、TP Q、pH、COD、BOD5、溶解性BOD5、溶解性COD、TKN、NH3-N、NO2-N、NO3-N、SS、VSS、TP、PO4-P、碱度
5、启动和运行
首先必须认真阅读产品说明书，弄清楚组成装置的所有构筑物、设备和连接管路的作用，以及相互之间的关系，了解设备的工作原理。在次基础上，方可开始设备的启动和运行。
（1）启动。经清水试运行，确认设备动作正常，池体和管路无漏水时，方可开始微生物的驯化和培养。接种污泥可取自城市污水处理厂回流泵房的活性污泥，数量为厌氧池、缺氧池、好氧池和沉淀池的有效容积。开始运转时，全部设备均启动，进水流量可从小开始，回流量也相应减小，污泥全部回流，不排放剩余污泥，以培养异氧菌、贮磷菌、硝化菌、脱氮菌等，提高系统MLSS，固定进水流量及混合液回流比（如50%），开启厌氧池和缺氧池搅拌，速度尽量小，以不产生污泥沉淀即可，开启好氧池气泵进行曝气，曝气强度应使好氧池溶解氧DO达到2mg/L以上。
当系统MLSS达到3000~5000mg/L时，试验参数稳定，出水水质良好，可逐渐加大进水流量，相应加大回流流量。视沉淀池内污泥积累情况，定时开启剩余污泥蠕动泵，其流量视二沉池中的污泥层厚度和泥龄而定，不能放空。同时，固定污泥回流比。
此时，检测出水水质。如果COD、SS、NH3-N、TP等达标且系统状态稳定，就可以认为启动阶段结束。
（2）典型运行参数
项目 污泥负荷 污泥龄 MLSS 污泥回流比 混合液回流比 DO (3)主要影响因素 因素 影响 主要影响硝化、反硝化。适宜温度：15~30C。温度对反硝化速率的影响与温度T 反应器类别及硝酸盐负荷有关，低负荷的系统受温度的影响较小。水温对生物除磷影响不大。 溶解氧DO 厌氧池磷的释放，DO影响很大，应控制在0.2mg/L以下；缺氧池反硝化。DO<0.5 mg/L；好氧池硝化、磷的吸收，DO>2 mg/L 厌氧池pH不可太低，否则产生磷的无效释放，也不可太高。否则可能产生pH 磷酸钙沉淀；缺氧池反硝化最适宜pH7.0~7.5；好氧池硝化反应消耗碱度，对pH敏感，适宜pH7.0~8.0，磷的吸收，pH不能低于6.5 厌氧池磷的释放需要挥发性脂肪酸VFA，随着C/P值的增大，磷的去除率明显增大，BOD5/TP应大于20；缺氧池反硝化需要碳源，随着C/N值的增C/N、C/P 大，N的去除率增大，BOD5/TKN应大于4~6；好氧池异氧菌与硝化菌竞争底物，BOD5/TKN不宜太大，一般认为：BOD负荷小于0.15 BOD5/gMLSS·d时，硝化反映才能正常进行。 单位 KgBOD5/KgMLVSS·d d mg/L % % mg/L 范围 0.15~0.25 15~27 3000~5000 20~！50 100~300 厌氧<0.3；缺氧<0.5好氧<1.5~2.5 出水SS 泥龄θc 水力停留时间HRT 主要影响P的去除，工艺去除溶解性磷，悬浮性磷仍存在于出水中。 硝化反应需要较长的泥龄，而出磷泥龄则不宜太高。因此，只要能满足硝化及反硝化要求，系统按最低泥龄运行。 厌氧池HRT不宜过长，否则导致没有VFA吸收的龄释放，一般取1~2小时；好氧池可取1~2小时。 混合液回流主要影响池容大小及脱氮效果，本试验最大回流比300%；污泥回流比 回流主要考虑硝态氮含量对厌氧区龄的释放的影响，本试验最大回流比100% 硝态氮 有毒物质 厌氧区硝态氮与贮磷菌争夺VFA，产生反硝化，影响磷的释放。 硝化菌对有毒物质比较敏感，主要是一些重金属如Zn、C、hg等，无机物CN、叠氮化钠等，还有游离氨和亚硝酸盐。 （4） 提高除磷与脱氮效果的措施
A、 提高脱氮率的措施
降低系统容积负荷可提高去除率。
反硝化需要碳源，投加甲醇可提高去除效果。
硝化反应需要碱度，因此，控制pH很重要。如原水碱度不足，应投加碱度或考虑前置反硝化工艺
（因反硝化产生碱度，可部分补充）。
因硝化菌的生长世代周期较长，所以提高泥龄能够充分地进行硝化反映，提高脱氮率。 B、 提高除磷率的措施
a. 生物处理工艺方面
适当增长厌氧区水力停留时间。以使磷得到充分的释放。
适当增大缺氧池的池容，这样会提高脱氮效果，以降低回流污泥中的硝酸盐的含量。 污泥回流至缺氧池，缺氧池至厌氧池增设二级混合液回流，这样一来进入厌氧池的混合
液硝酸盐含量可降低（UCT工艺）
设前置厌氧/缺氧调节池，见污泥回流至调节池，以去除其中的硝酸盐，保证其后饿厌氧
池最佳状态运行（改良A/A/O工艺）
可将各区分段，利用有机物的梯度分布促进除磷脱氮（VIP工艺） b. 其它工艺方面
后置滤池，以降低出水SS，从而去除悬浮性磷。 投加化学药剂，提高出磷效果。
初沉污泥发酵或消化池污泥回流至厌氧区，以便将污泥中的颗粒性有机物转化为VFA，
但要注意避免甲烷的产生。
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