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AAO工艺处理生活污水反硝化效率影响原因

AAO工艺是城市生活污水处理中常用的处理工艺，具有结构简

洁，技术较为成熟，便于管理与运行费用低等优势，在目前城市污水

处理厂中被广泛应用。笔者所在的广州市某污水厂地处北回归线以南，

属亚热带季风气候，污水管网系统主要实行合流制，导致常常进水碳

源较低。在生物脱氮除磷的过程中，生物脱氮与生物除磷对于碳源的

需求是相互独立且相互竞争的关系，碳源不足是我国南方城市污水处

理厂处理效果不稳定的重要缘由。

大部分城市污水处理厂在进水碳源过低时，通常做法是另投加有机

碳源。出于节省成本考虑，笔者在不另投加碳源基础上，通过调整内

回流量、好氧末段溶解氧(DissolvedOxygen，DO)浓度、进水量三个

影响反硝化的因素，探究影响反硝化的制约因素，并查找最佳工况条

件，以提高生化系统的反硝化力量。

1、工艺概况

1．1工艺简介

本污水厂共有1#、2#两条生产线，以1线为例，工艺流程如图1

所示。污水分别进入预缺氧区和厌氧区，然后进入缺氧区，最终进入

好氧区，好氧池末端混合液部分回流到缺氧区(内回流)。好氧区出水

经二沉池泥水分别后进入滤池，再经过消毒外排河涌。二沉池部分污

泥回流到预缺氧区(外回流)，剩余污泥处理后外运。本污水处理厂所

采纳的方法为典型的传统AAO处理工艺。

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1．2水质状况与检测方法

本污水处理厂设计进水水质和实际进水水质差异较大，其设计进水

水质：化学需氧量(ChemicalOxygenDemand，COD)为300mg／L，总

氮(TotalNi—trogen，TN)为35mg／L。而以2022年12月进水水质

为例，该月平均进水水质为：COD159．31mg／L，TN35．5mg／L。实

际进水的COD浓度远低于设计进水COD浓度，其C／N仅为4．49。

而依据Peng等人的讨论表明，当进水COD／TN≥8时，AAO工艺脱氮

效果较好，其实际进水碳氮比远小于Peng等人的结论。

本试验均采纳国标法检测水质。COD采纳重铬酸钾法，TN采纳碱性

过硫酸钾紫外分光光度法，硝氮(NO)采纳紫外分光光度法。

2、结果和争论

2．1内回流比对反硝化作用的影响

在同一时段内，对生产线1#、2#分别采纳了150％和80％的内回

流比；设置外回流比均为80％；掌握其曝气量，进水量均相同；于

预缺氧区末端、缺氧区末端、好氧区末端取样测试其硝氮指标，结果

如表1所示。

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由表1可知，在外回流比均为80％，内回流比分别为80％与150％

的条件下，两条生产线的硝氮总去除量分别为8．35mg／L和12．7mg

／L。内回流比为150％的条件下，硝氮的总去除量比内回流比为80％

条件下增加了52％。其缘由是当内回流增大时，增加了异氧反硝化

过程中底物浓度，有利于提高反硝化效率。反硝化过程在生物化学工

程中是还原反应，硝氮作为电子受体，在厌氧菌的作用下被还原。该

反应需要具备四个条件：一是必需有足够厌氧菌；二是污水中有足够

的电子受体；三是污水中有足够的电子供体；四是厌氧或缺氧环境。

提高内回流比使得缺氧区中硝氮的浓度上升，从而提高了反硝化反应

的速率。

提高内回流比会使到缺氧区的实际停留时间削减。依据王社公平的

讨论，反硝化过程反应速率可分为三个阶段，12～30min反硝化速率

最大，反应60min后，反硝化速率已经大大降低。当内回流比为80％

时，实际污水在缺氧区的停留时间为1．1h；内回流比为150％时，

实际污水在缺氧区停留时间为0．83h。维持进水量不变，内回流量

提高了88％，即停留时间削减了25％，反硝化去除量只增大52％。

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在低碳源条件下，内回流量增大，使反硝化去除量增大，但由于污水

在缺氧区的停留时间削减，使反硝化量增幅低于内回流量的增幅。

2．2好氧末段DO浓度的影响

在同一时段内，对生产线1#、2#分别采纳了150％和80％的内回

流比，设置外回流比均为80％，掌握其进水量相同，试验第1~10d

通过掌握曝气量使好氧末端溶解氧大于3．0mg／L，第