AO與AAO工(gōng)藝的(de)性能(néng)對比

AO法與AAO法雖同屬于生物(wù)污水(shuǐ)處理(lǐ)法，但(dàn)兩者的(de)對比研究卻少(shǎo)見報道，本文(wén)通過濟陽縣污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)工(gōng)藝改進前後的(de)水(shuǐ)質對比，對兩種污水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝進行(xíng)了對比分(fēn)析，爲城鎮污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)工(gōng)藝的(de)選擇提供了一定的(de)依據。

一、AO、AAO去除性能(néng)對比分(fēn)析
1、COD去除性能(néng)對比

污水(shuǐ)處理(lǐ)工(gōng)藝對有(yǒu)機物(wù)的(de)去除能(néng)力是表征工(gōng)藝效能(néng)的(de)主要指标之一，COD的(de)大(dà)小(xiǎo)直接反映污水(shuǐ)中有(yǒu)機物(wù)含量的(de)多少(shǎo)。通過數據處理(lǐ)分(fēn)别對兩種工(gōng)藝進出水(shuǐ)COD濃度、COD去除率，進行(xíng)差異顯著性檢驗，結果顯示：兩種工(gōng)藝進水(shuǐ)COD無顯著差異，出水(shuǐ)COD、去除率差異顯著，AAO工(gōng)藝對COD的(de)去除明(míng)顯好于AO工(gōng)藝。

原因在于AO工(gōng)藝中，缺氧段的(de)反硝化反應可(kě)以消耗掉污水(shuǐ)中的(de)一部分(fēn)有(yǒu)機物(wù)，但(dàn)大(dà)部分(fēn)有(yǒu)機物(wù)是通過好氧降解去除的(de)，而濟陽縣污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)一期工(gōng)程AO工(gōng)藝好氧段水(shuǐ)力停留時間短，曝氣池容積小(xiǎo)，曝氣量不夠，導緻有(yǒu)機物(wù)去除效果不好。而AAO工(gōng)藝中，大(dà)部分(fēn)有(yǒu)機物(wù)在厭氧段被聚磷菌轉化爲PHB儲存在細胞中，部分(fēn)有(yǒu)機物(wù)在缺氧段通過反硝化反應去除，廢水(shuǐ)進入好氧段時，COD濃度已基本接近排放(fàng)标準，在好氧段會(huì)得到(dào)進一步降解。有(yǒu)研究表明(míng)，AAO工(gōng)藝厭氧段的(de)COD去除率最高(gāo)可(kě)達到(dào)80%以上(shàng)，而缺氧段的(de)去除率平均低于10%。

2、脫氮性能(néng)對比

近年來，随著(zhe)環境水(shuǐ)體水(shuǐ)質的(de)富營養化程度不斷加劇和(hé)污水(shuǐ)排放(fàng)标準的(de)不斷提高(gāo)，尋找一種有(yǒu)效的(de)脫氮工(gōng)藝已成爲當前污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)設計(jì)中的(de)重要問題之一。AAO工(gōng)藝和(hé)AO工(gōng)藝都(dōu)具有(yǒu)生物(wù)脫氮功能(néng)，且兩種工(gōng)藝脫氮原理(lǐ)相(xiàng)同，都(dōu)爲反硝化脫氮。

通過對兩種工(gōng)藝進出水(shuǐ)TN濃度、TN去除率，進行(xíng)差異顯著性實驗，結果表明(míng)：兩種工(gōng)藝進水(shuǐ)TN無顯著差異，出水(shuǐ)TN、去除率差異顯著，AAO工(gōng)藝對TN的(de)去除明(míng)顯好于AO工(gōng)藝。在反硝化脫氮工(gōng)藝中，硝态氮是出水(shuǐ)總氮中的(de)主要物(wù)質，硝态氮在缺氧段的(de)去除率可(kě)以高(gāo)于90%。有(yǒu)研究指出，控制(zhì)缺氧區出水(shuǐ)硝酸鹽濃度爲1mg/L～2mg/L，可(kě)最大(dà)程度提高(gāo)TN去除率，并能(néng)充分(fēn)利用(yòng)COD提高(gāo)缺氧區反硝化能(néng)力。好氧區混合液中含有(yǒu)大(dà)量硝态氮，通過内循環回流到(dào)缺氧區，在缺氧區進行(xíng)反硝化反應。

濟陽縣污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)AO工(gōng)藝缺氧段HRT太短，僅爲1.8h，少(shǎo)于AAO工(gōng)藝的(de)3.46h，且内回流比爲50%～100%，小(xiǎo)于AAO工(gōng)藝的(de)150%～250%，導緻脫氮功能(néng)不及AAO。并且AO工(gōng)藝脫氮效果不及AAO工(gōng)藝穩定，受外界因素（溫度、C/N比等）影響大(dà)。

3、除磷性能(néng)對比

水(shuǐ)中磷含量超标，同樣也(yě)會(huì)導緻微生物(wù)大(dà)量繁殖，浮遊生物(wù)生長旺盛，出現富營養化狀态。反硝化除磷技術(shù)的(de)出現是對傳統生物(wù)除磷理(lǐ)論的(de)一種突破，不僅可(kě)以解決傳統工(gōng)藝中存在的(de)矛盾問題，還有(yǒu)利于實現污水(shuǐ)的(de)可(kě)持續處理(lǐ)。

通過對兩種工(gōng)藝進出水(shuǐ)TP濃度、TP去除率，進行(xíng)差異顯著性實驗，結果表明(míng)：兩種工(gōng)藝進水(shuǐ)TP無顯著差異，出水(shuǐ)TP、去除率差異顯著，AAO工(gōng)藝對TP的(de)去除明(míng)顯好于AO工(gōng)藝。

原因在于濟陽縣污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)一期工(gōng)程AO工(gōng)藝沒有(yǒu)設置厭氧釋磷段，而在生物(wù)除磷過程中，聚磷菌隻有(yǒu)在厭氧段進行(xíng)充分(fēn)的(de)放(fàng)磷，才能(néng)保證在缺氧段、好氧段有(yǒu)良好的(de)吸磷效果，此工(gōng)藝對磷的(de)去除僅僅是通過微生物(wù)的(de)同化作用(yòng)。

而AAO工(gōng)藝的(de)除磷主要由聚磷菌來完成。一般來說，聚磷菌在缺氧段、好氧段攝取的(de)磷量比在厭氧段釋放(fàng)的(de)磷量要多。有(yǒu)研究表明(míng)，AAO工(gōng)藝平均吸磷量和(hé)平均放(fàng)磷量的(de)比例爲1.28，且缺氧段的(de)吸磷量高(gāo)于好氧段的(de)吸磷量。

4、去除性能(néng)對比總結

綜上(shàng)，對有(yǒu)機物(wù)、氮、磷的(de)去除AAO工(gōng)藝都(dōu)要明(míng)顯好于AO工(gōng)藝，尤其是除磷，由于AO工(gōng)藝無厭氧段，隻能(néng)通過微生物(wù)的(de)同化作用(yòng)去除一小(xiǎo)部分(fēn)的(de)磷，所以對磷的(de)去除有(yǒu)要求的(de)不要選擇此種工(gōng)藝或者增加化學除磷。

二、溫度對脫氮除磷的(de)影響

1、溫度對兩種工(gōng)藝COD去除的(de)影響

溫度對AAO工(gōng)藝COD的(de)去除影響不大(dà)，即使溫度低于5攝氏度，COD的(de)去除率也(yě)可(kě)以達到(dào)85%以上(shàng)，這說明(míng)溫度對聚磷菌轉化有(yǒu)機物(wù)的(de)影響不大(dà)。而AO工(gōng)藝對COD的(de)去除，往往會(huì)随著(zhe)溫度升高(gāo)，在5-15攝氏度之間有(yǒu)個(gè)降低，随後又(yòu)升高(gāo)。這可(kě)能(néng)是由于氣候處于冷(lěng)暖交替時，系統内菌群數量及其結構會(huì)發生變化，系統内優勢種群逐步由喜好一種溫度的(de)菌群向喜好另一種溫度的(de)菌群演替，從而影響對有(yǒu)機物(wù)的(de)處理(lǐ)能(néng)力。

2、溫度對兩種工(gōng)藝脫氮的(de)影響

溫度對兩種工(gōng)藝脫氮的(de)影響都(dōu)比較明(míng)顯——兩種工(gōng)藝都(dōu)是随著(zhe)溫度的(de)上(shàng)升，TN去除率有(yǒu)明(míng)顯的(de)提高(gāo)。特别是AO工(gōng)藝，當溫度高(gāo)于15攝氏度時，TN去除率幾乎呈線性增長。溫度增強兩種工(gōng)藝的(de)脫氮性能(néng)的(de)原因，一方面是因爲溫度的(de)升高(gāo)有(yǒu)利于活性污泥微生物(wù)的(de)生長繁殖，提高(gāo)同化氮元素的(de)效率；另一方面是因爲溫度升高(gāo)也(yě)增強了系統中硝化菌與反硝化菌的(de)代謝活力，使系統反硝化脫氮能(néng)力增強。

一般認爲，硝化細菌最适宜的(de)生長溫度爲25-30攝氏度。當溫度小(xiǎo)于15攝氏度時硝化速度明(míng)顯下降，硝化細菌活性也(yě)大(dà)幅降低。當溫度低于5攝氏度時，硝化細菌的(de)生命活動幾乎停止。值得一提的(de)是，有(yǒu)時即使低溫狀态下（低于5度），兩系統的(de)TN去除率也(yě)不會(huì)低于40%，這就說明(míng)低溫時兩系統主要依靠活性污泥中微生物(wù)的(de)同化作用(yòng)來脫氮。

3、溫度對兩種工(gōng)藝除磷的(de)影響

從實際狀況來看，溫度升高(gāo)AAO工(gōng)藝對磷的(de)去除率相(xiàng)應提高(gāo)，尤其是溫度高(gāo)于20攝氏度後，TP去除率趨于穩定。這是因爲生物(wù)除磷的(de)關鍵是依靠聚磷菌的(de)除磷活性，而溫度增高(gāo)，有(yǒu)利于增加聚磷菌的(de)活性，提高(gāo)磷的(de)去除率。

而AO工(gōng)藝對磷的(de)去除随溫度變化的(de)規律性不強，無明(míng)顯相(xiàng)關性。這是因爲AO工(gōng)藝無厭氧段，不存在聚磷菌存活的(de)條件(jiàn)，對磷的(de)去除僅僅依靠微生物(wù)的(de)同化作用(yòng)，所以溫度對此工(gōng)藝微生物(wù)的(de)同化作用(yòng)影響不大(dà)。

三、進水(shuǐ)C/N比對脫氮除磷的(de)影響
1、進水(shuǐ)C/N比對兩種工(gōng)藝COD去除的(de)影響

對于AAO工(gōng)藝來說，無論C/N比值如(rú)何，COD的(de)去除率基本保持穩定。有(yǒu)資料表明(míng)，大(dà)部分(fēn)COD在厭氧區被聚磷菌利用(yòng)合成爲胞内儲存物(wù)PHA，平均利用(yòng)率在75%-85%之間，大(dà)約10%的(de)COD進入缺氧區，幾乎沒有(yǒu)剩餘的(de)易生物(wù)降解有(yǒu)機物(wù)進入好氧區，因此該工(gōng)藝可(kě)以實現進水(shuǐ)碳源的(de)充分(fēn)利用(yòng)，受有(yǒu)機物(wù)負荷沖擊影響小(xiǎo)。

而C/N比對AO工(gōng)藝COD的(de)去除有(yǒu)一定的(de)影響。通過濟陽縣污水(shuǐ)處理(lǐ)廠(chǎng)數據來看，C/N比大(dà)于10後，随著(zhe)C/N比增大(dà)，COD去除率有(yǒu)小(xiǎo)幅度地(dì)降低，有(yǒu)機物(wù)負荷對系統産生了沖擊。

2、進水(shuǐ)C/N比對兩種工(gōng)藝脫氮的(de)影響

A/O工(gōng)藝随C/N比增大(dà)，TN去除率幾乎成線性下降，有(yǒu)機物(wù)濃度對硝化過程産生率嚴重影響。這是因爲硝化細菌是自養型細菌，有(yǒu)機物(wù)濃度不是它的(de)生長限制(zhì)因素，有(yǒu)機物(wù)濃度過高(gāo)會(huì)使增殖速度快的(de)異養型細菌迅速繁殖，優先利用(yòng)了水(shuǐ)中的(de)氧，自養型細菌得不到(dào)優勢，活性受到(dào)抑制(zhì)，影響了硝化反應的(de)進行(xíng)。

而在AAO工(gōng)藝中，有(yǒu)實驗數據表明(míng)，當進水(shuǐ)C/N比從5增加到(dào)9時，TN去除率穩步上(shàng)升，C/N比爲8.9時，TN去除率高(gāo)達83.2%，然而當C/N比從9增加到(dào)14時，TN的(de)去除率不升反降。在某一區間增長，TN去除率也(yě)随之穩步上(shàng)升，但(dàn)當C/N比增長至某一數值，且TN去除率達到(dào)最高(gāo)後，TN的(de)去除率随C/N比增長而下降。

主要原因與AO工(gōng)藝相(xiàng)同，C/N比增加導緻自養菌在系統中的(de)數量越來越少(shǎo)，硝化效率降低，從而總氮去除率降低。有(yǒu)資料顯示，在沒有(yǒu)儲存内碳源的(de)情況下，實現完全反硝化的(de)最小(xiǎo)理(lǐ)論C/N比爲2.86，但(dàn)實際所需值遠遠大(dà)于此數。

3、進水(shuǐ)C/N比對兩種工(gōng)藝除磷的(de)影響

C/N比對AAO工(gōng)藝除磷效果影響較大(dà)，實驗數據表明(míng)，當進水(shuǐ)C/N比從5增加到(dào)9時，TP去除率逐步增加。這主要是因爲進水(shuǐ)C/N比低時進水(shuǐ)碳源不足，而回流污泥中含有(yǒu)大(dà)量硝酸鹽，硝酸鹽消耗了大(dà)量COD，從而導緻厭氧區放(fàng)磷不充分(fēn)，系統除磷率降低。

而當進水(shuǐ)C/N比從9增加到(dào)14時，總磷的(de)去除率下降，尤其是C/N比大(dà)于11時總磷去除率幾乎成線性下降。這是因爲在相(xiàng)對較高(gāo)的(de)有(yǒu)機負荷時，進水(shuǐ)中的(de)有(yǒu)機物(wù)并不能(néng)在厭氧段被聚磷菌完全利用(yòng)，而剩餘的(de)過量有(yǒu)機物(wù)會(huì)促進聚磷菌的(de)生長，從而導緻活性污泥中聚磷菌所占比例降低，影響除磷效果。

進水(shuǐ)C/N比對AO工(gōng)藝除磷效果的(de)影響不大(dà)，主要是因爲AO工(gōng)藝對磷的(de)去除僅僅是通過微生物(wù)的(de)同化作用(yòng)，而C/N比對同化作用(yòng)影響不大(dà)。

四、進水(shuǐ)C/P比對脫氮除磷的(de)影響
1、進水(shuǐ)C/P比對兩種工(gōng)藝COD去除的(de)影響

實驗數據表明(míng)，AO工(gōng)藝對COD的(de)去除率随C/P比變化的(de)規律性不強，無明(míng)顯相(xiàng)關性，可(kě)見C/P比不是影響AO工(gōng)藝有(yǒu)機物(wù)去除效果的(de)主要因素。而對于AAO工(gōng)藝來說，無論進水(shuǐ)C/P比如(rú)何變化，其對COD的(de)去除率都(dōu)高(gāo)于85%。
相(xiàng)關研究指出，高(gāo)于79%的(de)COD在厭氧區被消耗，用(yòng)于合成細胞内部儲存物(wù)PHA，而在缺氧區6%-11%的(de)COD用(yòng)于細胞生長和(hé)反硝化消耗，在好氧區幾乎沒有(yǒu)出現COD的(de)消耗，因爲細胞死亡後，細胞壁等難降解物(wù)質又(yòu)進入混合液中，使COD增大(dà)。

2、進水(shuǐ)C/P比對兩種工(gōng)藝脫氮的(de)影響

C/P比對AO工(gōng)藝脫氮效果的(de)影響無明(míng)顯規律，TN去除率上(shàng)下波動幅度比較大(dà)。這可(kě)能(néng)是由于除C/P比之外的(de)其他(tā)因素對AO工(gōng)藝脫氮的(de)影響勝于C/P比。C/P比對AAO工(gōng)藝脫氮效果影響不明(míng)顯，盡管C/P比變化幅度較大(dà)，但(dàn)TN去除率卻相(xiàng)對穩定。
這主要是因爲一般污水(shuǐ)C/P比比較高(gāo)，過量的(de)COD進入缺氧區會(huì)抑制(zhì)磷的(de)吸收，而在缺氧區C/N比總是高(gāo)于實際需求的(de)最小(xiǎo)值，反硝化菌會(huì)利用(yòng)過量的(de)外碳源迅速進行(xíng)反硝化，不影響TN的(de)去除。

3、進水(shuǐ)C/P比對兩種工(gōng)藝除磷的(de)影響

在AAO工(gōng)藝中，當C/P比低于80時，磷的(de)去除率上(shàng)下波動明(míng)顯。當C/P比高(gāo)于80時，磷的(de)去除率穩定在85%以上(shàng)，出水(shuǐ)磷濃度小(xiǎo)于0.5mg/L，系統對磷的(de)去除率基本不再受其他(tā)因素影響，說明(míng)在AAO系統中進水(shuǐ)C/P比高(gāo)于80時，就可(kě)以實現穩定高(gāo)效的(de)出水(shuǐ)水(shuǐ)質。
這是由于高(gāo)C/P比時，進水(shuǐ)提供的(de)碳源高(gāo)于厭氧區釋放(fàng)磷所需的(de)碳源量，因此磷的(de)去除率較高(gāo)。當C/P較低時，受COD的(de)限制(zhì)，聚磷菌吸磷能(néng)力下降，導緻除磷效率低。對于AO工(gōng)藝來說，C/P比對其除磷效果的(de)影響無明(míng)顯規律，這說明(míng)C/P比對微生物(wù)同化作用(yòng)的(de)影響不大(dà)。