1 A2/O法脱氮除磷的工艺在水处理中的作用
1.1 A2/0工艺简介
A2/O是Anaerobic－Anoxic－Oxic的英文缩写，它是厌氧－缺氧－好氧生物脱氮除磷工艺的简称，A2/O工艺是在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区，能够同时做到脱氮、除磷和有机物的降解，其基本工艺流程如下图所示：
由图可知，污水首先进入厌氧区，兼性厌氧发酵细菌将污水中可生物降解的有机物转化为VFA（挥发性脂肪酸类）这类低分子发酵中间产物。而聚磷菌可将其体内存储的聚磷酸盐分解，所释放的能量可供好氧的聚磷菌在厌氧环境下维持生存，另一部分能量还可供聚磷菌主动吸收环境中的VFA类分子有机物，并以PHB（聚β羟丁酸）的形式在其体内储存起来。随后污水进入缺氧区，反硝化菌就利用好氧区回流混合液带来的硝酸盐，以及污水中可生物降解有机物作碳源进行反硝化，达到同时降低BOD5与脱氮的目的。接着污水进入曝气的好氧区，聚磷菌在吸收、利用污水中残剩的可生物降解有机物的同时，主要是通过分解体内储存的PHB释放能量来维持其生长繁殖。同时过量的摄取周围环境中溶解磷，并以聚磷的形式在体内储积起来，使出水中溶解磷浓度达到最低。而有机物经厌氧区、缺氧区分别被聚磷菌和反硝化细菌利用后，到达好氧区时浓度已相当低，这有利于自养型硝化菌的生长繁殖，并通过消化作用将氨氮转化为硝酸盐。非除磷的好养性异养菌虽然也能存在，但他在厌氧区中受到严重的压抑，在好氧区又得不到充足的营养，因此在与其他生理类群的微生物竞争中处于相对劣势。排放的剩余污泥中，由于含有大量能超量储积聚磷的聚磷菌，污泥含磷量可以达到6%（干重）以上。
从以上分析可以看出A2/O工艺具有同步脱氮除磷的功能。
1.2 A2/O工艺的特点
（1）A2/O工艺中三种不同的环境条件和不同种类微生物菌群的有机配合，能同时具有去除有机物、脱氮、除磷的功能；
（2）在同时脱氮、除磷、去除有机物的工艺中，该工艺流程简单，总水力停留时间也较小；
（3）在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，SVI一般小于100，不会发生污泥膨胀；
（4）污泥中磷的含量较高，一般为2.5%以上；
（5）厌氧-缺氧池只需缓慢搅拌，使之混合，而以不增加溶解氧为度；
（6）沉淀池要防止发生厌氧、缺氧状态，以避免聚磷菌释放磷而降低出水水质和反硝化产生氮气而干扰沉淀；
（7）脱氮效果受混合液回流比大小的影响，除磷效果受回流污泥中挟带DO和硝酸盐氮的影响，因而脱氮除磷效率受到一定限制。
1.2.1 A2/O工艺的优点
A2/O工艺的优点是厌氧、缺氧、好氧交替运行，可以达到同时去除有机物、脱氮、除磷的目的，而且这种运行状况丝状菌不宜生长繁殖，基本不存在污泥膨胀问题。A2/O 工艺流程简单，总水力停留时间少于其他同类工艺，并且不需外加碳源，缺氧、缺氧段只进行缓速搅拌，运行费用低。
1.2.2 A2/O工艺的缺点
A2/O工艺的缺点是除磷效果因受到污泥龄、回流污泥中挟带的溶解氧和NO3-N的限制，不可能十分理想；同时，由于脱氮效果取决于混合液回流比，而A2/O工艺的混合液回流比不宜太高（≤200%），脱氮效果不能满足较高要求。
1.3 A2/O工艺的影响因素
1.3.1 溶解性有机底物浓度的影响
由于厌氧段中聚磷菌只能利用可快速生物降解的有机物，若此类物质浓度较低，聚磷菌则无法正常进行磷的释放和吸收。研究表明，厌氧段进水S-TP和SBOD5的比值应小于0.06。
在缺氧段，若有机底物浓度较低，则反硝化脱氮速率将因碳源不足而受抑制，一般来讲，废（污）水中COD/TKN值大于8时，氮的总去除率可达80%，工程设计中也可按照BOD5/NOxˉ－N＞4进行控制。
1.3.2 污泥龄θc的影响
A2/O工艺的污泥龄受两方面影响，其一是硝化菌世代时间的影响，一般为25d左右；其二是除磷主要通过剩余污泥排出系统，要求A2/O工艺中污泥龄不宜过长，应为5-8d。权衡两方面，一般A2/O工艺污泥龄为15-20d。
1.3.3 溶解氧DO的影响
A2/O工艺的溶解氧应满足三方面要求，即好氧段氨氮完全氧化为硝态氮所需、满足进水中有机底物的氧化所需及好氧段聚磷菌所需。为防止DO过高而随污泥回流和混合液回流带至厌氧段和缺氧段，造成厌氧不完全而影响聚磷菌的释磷和缺氧段反硝化。一般好氧段DO在1.5-2.0㎎/L，厌氧段DO浓度小于0.2㎎/L，缺氧段DO浓度小于0.5㎎/L。
1.3.4 硝化区和反硝化区容积比的影响
硝化区和反硝化区容积比受尽水水质、水温等变化而变化。一般硝化区和反硝化区容积比为（8~7）∶（2~3），但在水质较差或脱氮要求较高时，该容积比最小为1∶1。
1.3.5 有机底物污泥负荷Ns的影响
好氧池Ns应不超过0.18㎏BOD5/(㎏MLSS·d)，否则异养菌数数量超过硝化菌而抑制硝化过程；而厌氧池的Ns应大于0.10㎏BOD5/(㎏MLSS·d)，否则聚磷菌底物不足，
除磷效果下降。
1.3.6 氮的污泥负荷影响
氮的污泥负荷过高会对硝化菌产生抑制，一般小于0.05㎏TKN/(㎏MLSS·d)，相应反应池内污泥浓度MLSS取3000-4000㎎/L。
1.3.7 污泥回流比R和混合液回流比Rn的影响
污泥回流比R一般为25%-100%，如果R太高，污泥将DO和硝态氮带入厌氧池太多，影响其厌氧状态且反硝化产生，会抑制厌氧释磷过程；如果R太低，则维持不了正常的反应器内污泥浓度，影响生化反应速率和处理效率。
虽然提高混合液回流比Rn可以提高反硝化效果，但Rn过大，则大量曝气池的DO 将被带入反硝化区，反而破坏了反硝化条件，且动力费用大。一般混合液回流比Rn根据脱氮要求在100%-600%左右。
1.3.8 水温的影响
硝化菌生长的最适宜温度为30-35℃，为避免硝化速率和有机底物好氧降解速率明显下降，水温不宜低于10℃；反硝化脱氮最适温度为20-38℃，为避免硝酸盐还原菌的生长速率下降，水温不宜低于15℃。
温度对聚磷菌影响不大，因为聚磷菌有高温菌、中温菌和低温菌三种，其中低温菌又有专性和兼性的，当水温低于10℃时，低温兼性菌占优势，其繁殖速度受温度影响较小。
1.3.9 碱度的影响
硝化和反硝化过程分别消耗和产生碱度，影响pH值的变化。硝化过程最适pH值为7.8-8.4，当pH＜6或pH＞9时，硝化反应将停止；反硝化过程最适pH值为6.5-7.5。当系统碱度不足造成单元池内pH显著波动时，需人为投加碱度。
1.3.10 水力停留时间HRT
系统的总HRT 为6-8h ，由于厌氧段、缺氧段内主要为异养菌群，对污染底物降解速率较快，而好氧段内为除碳异养菌和自养硝化菌，其中自养硝化菌代谢速率较慢，则好氧段HRT 较厌氧段和缺氧段要长，三个段的HRT 比为：厌氧段∶缺氧段∶好氧段1∶1∶（3-4）。
厌氧段、缺氧段都宜分成串联的几个方格，每个方格内设置一台机械搅拌机，一般用叶片桨板或推进式搅拌机，所需功率按3-5W/m3废（污）水计算。
2 A2/O 法脱氮除磷工艺参数的计算
根据原始数据与基本参数，首先判断是否可采用A2/O 法。
COD/TN=280/36=11.2＞8,BOD 5/TP=180/5=36＞20，符合条件。
2.1 设计参数计算
（1）水力停留时间HRT 为t=8h 。
（2）BOD 污泥负荷为Ns=0.18㎏BOD 5/(㎏MLSS*d)。
（3）回流污泥浓度为Xr=10000㎎/L 。
（4）污泥回流比为50%。
（5）曝气池混合液浓度
﹛X ﹜=R 1R +×Xr=0.5
10.5+×10000=3333㎎/L≈3.3㎏/m3 2.2 求内回流比R
TN 去除率为
}{
%80%1002552500=?-=-=TN TN TN TN e η }{%400%1008
.018.01=?-=-=T N T N R n ηη 2.3 A2/O 曝气池容积计算
（1）有效容积
﹛V ﹜=Qt=6300×8=50400m3
（2）池有效深度
H 1=4.5m
（3）曝气池有效面积
}{11200m 4.550400H V 1===
总S 3 （4）分两组，每组有效面积 }{S =2
总S =5600m3 （5）设5廊道曝气池，廊道宽8m 。
单组曝气池长度
}{m b 14040
56005S L 1==?= （6）各段停留时间
A 1∶A 2∶O=1∶1∶4
2.4 剩余污泥量W
W=aQ 平Lr-bVXv+SrQ 平×50%
（1）降解BOD 产生的污泥量为
﹛W 1﹜=aQ 平Lr=0.55×
3
.1246300?×(0.18-0.02)=10235.1㎏/d （2）内源呼吸分解泥量
﹛Xv ﹜=fx=0.75×3300=2475=2.48㎏/m3
﹛W 2﹜=bVXv=0.05×50400×2.48=6249.6㎏/d
（3）不可生物降解和惰性悬浮物（NVSS ）
该部分占TSS 约50%，则
﹛W 3﹜=SrQ 平×50%=（0.15-0.03）×
3.1246300?×50%=6978.5㎏/d （4）剩余污泥量
﹛W ﹜=W 1-W 2+W 3=10235.1-6249.6+6978.5=10964㎏/d
参考文献
【1】王郁，林逢凯主编.水污染控制工程[M].北京：化学工业出版社，2007：347-350 【2】潘理黎，俞浙青编著.环境工程CAD技术[M].北京：化学工业出版社，2006：152-153
【3】雷乐成主编.水处理新技术及工程设计[M].北京：化学工业出版社，2001：246-248 【4】成官文主编.水污染控制工程[M].北京：化学工业出版社，2009：142-145
【5】晋日亚，胡双成主编.水污染控制技术与工程[M].北京：兵器工业出版社，2005：165-168
后记
通过这一周的课程设计，我熟悉了A2/O工艺在废水处理中的作用，以及对影响A2/O 工艺的因素有了一定的了解，并熟练的掌握了如何用CAD软件绘制水污染工艺方面的构筑物；并且通过查阅有关书籍，对水污染这门课的认识，又有了进一步的扩展，真是获益匪浅。
附图