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研究报告

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城市污水处理AAO系统综合实验报告

一、实验目的

1.了解城市污水处理AAO系统的基本原理

城市污水处理AAO系统是一种高效、先进的生物处理技术，其基本原理在于通过生物化学过程去除污水中的有机物、氮、磷等污染物。该系统主要由厌氧、缺氧和好氧三个阶段组成，分别对应不同的微生物群落和反应机制。在厌氧阶段，厌氧菌将污水中的复杂有机物分解为简单的有机物和二氧化碳，同时产生能量和氢气。这一阶段对于降低污水中的挥发性有机物（VOCs）浓度和脱氮具有重要作用。

缺氧阶段是AAO系统的核心部分，主要依赖于反硝化菌和硝化菌的作用。反硝化菌利用有机物和氧气将氨氮转化为氮气，从而实现脱氮。同时，硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，为后续的好氧阶段提供条件。好氧阶段在充足溶解氧的条件下，好氧菌将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮进一步转化为氮气，同时将有机物彻底氧化为二氧化碳和水。

整个AAO系统通过合理控制各个阶段的运行参数，如溶解氧、温度、pH值等，可以有效地去除污水中的氮、磷等污染物，同时实现能量的回收和资源的再利用。此外，AAO系统还具有处理效果好、运行稳定、适用范围广等优点，因此在城市污水处理领域得到了广泛的应用。随着技术的不断发展和完善，AAO系统在未来的污水处理中将发挥更加重要的作用。

2.掌握AAO系统的主要组成部分及其功能

(1)AAO系统的核心组成部分包括厌氧池、缺氧池和好氧池。厌氧池主要负责有机物的初步分解，为后续的处理提供条件。缺氧池中，反硝化菌将氨氮转化为氮气，实现脱氮过程。好氧池则是硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，为脱氮反应提供物质基础。

(2)厌氧池内部结构通常设有填料，如污泥床、生物膜等，以增加微生物附着面积，提高处理效率。缺氧池和好氧池内也常设置填料，如曝气管、曝气盘等，以确保氧气充分溶解并促进微生物的代谢活动。此外，AAO系统还配备有污泥回流系统，将部分活性污泥回流至厌氧池，以维持系统中微生物的稳定性和处理效果。

(3)AAO系统中的污泥处理设备包括污泥浓缩池、污泥消化池和污泥脱水设备等。污泥浓缩池用于减少污泥体积，提高后续处理的效率。污泥消化池通过厌氧消化分解污泥中的有机物，降低污泥的体积和重量。污泥脱水设备则用于去除污泥中的水分，实现污泥的资源化利用。此外，AAO系统还设有监测和控制设备，如溶解氧监测仪、pH值监测仪等，以确保系统稳定运行。

3.熟悉AAO系统的运行参数及其调整方法

(1)AAO系统的运行参数包括溶解氧（DO）、温度、pH值、污泥浓度、污泥回流比等。溶解氧是影响微生物活性的关键因素，其浓度应保持在一定范围内，以保证硝化、反硝化等微生物的正常代谢。温度对微生物的生长和代谢也有显著影响，一般应控制在适宜的温度范围内。pH值应维持在7.0至8.5之间，以适应微生物的生长需求。

(2)运行参数的调整方法主要包括：通过曝气系统的调节来控制溶解氧浓度，根据实际情况调整曝气量和曝气时间；通过添加或调整温度控制设备来维持适宜的温度；通过投加碱或酸来调整pH值，使之保持在最佳范围内。污泥浓度和污泥回流比的调整可通过调整污泥排放量来实现，以保证污泥的稳定性和处理效果。

(3)在实际运行过程中，还需定期对AAO系统进行监测和分析，以便及时发现并解决运行中出现的问题。例如，通过在线监测设备实时监测溶解氧、pH值等参数，根据监测数据调整运行参数；通过污泥浓度和污泥回流比的测定，分析污泥处理效果，调整污泥排放策略。此外，对系统进行定期的维护和保养，如清洗填料、更换损坏的设备等，也是保证AAO系统稳定运行的重要措施。

二、实验原理

1.生物脱氮除磷的原理

(1)生物脱氮过程主要依赖于微生物的硝化和反硝化作用。在硝化阶段，硝化菌将氨氮（NH4+-N）转化为亚硝酸盐氮（NO2--N）和硝酸盐氮（NO3--N），这一过程需要充足的氧气和适宜的pH值。随后，在反硝化阶段，反硝化菌在缺氧条件下，利用有机物作为电子受体，将硝酸盐氮还原为氮气（N2）或一氧化二氮（N2O），从而实现氮的最终去除。

(2)生物除磷过程则主要发生在厌氧和好氧条件下。在厌氧阶段，聚磷菌通过过量摄取水中的磷，将其转化为细胞内的聚磷酸盐，以增加细胞密度。随后，在好氧阶段，聚磷菌释放出细胞内的聚磷酸盐，并将其转化为正磷酸盐，同时释放出能量。这些释放出的正磷酸盐会被排出系统，实现磷的去除。

(3)生物脱氮除磷过程通常在活性污泥系统中进行，该系统通过合理设计反应池，创造适宜的微生物生长环境，使得硝化和反硝化、聚磷作用能够同时发生。在实际运行中，通过调整溶解氧、污泥回流比、pH值等参数，可以控制脱氮除磷的效果。此外，为了提高脱氮除磷效率，还可以采用同步硝化反硝化（SND）和短程硝化反硝化等技术，以优化脱氮除磷过程。