A/O工艺又被称为前置反硝化生物脱氮系统。其运行原理是由A/O系统的A池和O池分别提供缺氧和有氧环境,在A池内,反硝化细菌在缺氧状态下利用**物作为碳源提供电子和能量, 将游离氨和铵离子还原,生成的氮气从水中逸出,A池也被称作反硝化池;在O池内,**物在有氧条件下发生硝化反应, 氨氮被硝化细菌氧化成亚硝酸盐和硝酸盐,使得**物被进一步除去,氧化过程中释放的能量同时被硝化细菌利用,O池也被称作硝化池,利用A/O工艺处理合成氨工段产生的废水,该废水氨氮质量浓度达到380mg/L,同时存在硫化物、石油类和悬浮物等,经过调试后在较长的连续运行时间内出水氨氮质量浓度都5mg/L以下,出水的各项指标均达到国家要求。A/O工艺在较低浓度的氨氮废水处理中有较好的应用,处理效果较好,同时不产生二次污染,但是由于需要在两个池中交替处理废水, 使得工艺操作较复杂,设备占地面积较大。
A2/O工艺
A2/O工艺是厌氧―缺 氧―好氧生物脱氮除磷工艺的简称,又称A/A/O工艺。 在处理过程中,废水经过厌氧池、缺氧池和好氧池,氮磷**物逐步被降解。在好氧阶段,硝化细菌通过生物硝化作用将污水中的氨氮转化成硝酸盐;在缺氧阶段,反硝化细菌将上一阶段产生的硝酸盐通过反硝化作用转化成氮气排入大气中;在厌氧阶段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的**物;在好氧阶段,聚磷菌**量吸收磷,并通过污泥排放,将磷除去。 在一个完整周期中,脱氮和除磷过程是同步进行的。利用A2/O工艺处理某化工企业排放的废水,该废水氨氮含量为300mg/L, 同时含有难降解的苯环类**物,经过处理氨氮去除率达到97%,出水的COD小于100mg/L。
A2/O工艺与A/O工艺相比,引入了厌氧生物预处理, 使得废水中的苯环类**物发生结构和可生化性的改变, 将其作为反硝化阶段需要的碳源加以利用。
SBR工艺
SBR工艺是序批式活性污泥法的简称, 此工艺按照进水、曝气、沉淀、排水周期循环,是一种间歇曝气式的污水处理技术。 该工艺把调节、曝气、生物脱氮等过程集中于一池, 每个操作步骤按顺序在不同时间段有序进行, 其原理同样是调节不同的微生物生存条件,使得硝化和反硝化反应循环往复。 SBR工艺在时间序列和运行条件安排上比较灵活, 为生物脱氮提供了缺氧、厌氧和好氧的环境条件,从而能有效脱氮。 SBR工艺处理高氨氮煤制甲醇废水,该废水的氨氮质量浓度约为300mg/L,以甲酸为主的**物具有较强的可生化性,经处理后, 出水氨氮平均质量浓度在2mg/L左右,COD为52.8mg/L。
传统的生物脱氮工艺通常把硝化反应和反硝化反应分开独立进行,目前应用为广泛。其在低浓度氨氮废水的处理方面有较好的应用, 氨氮去除率可达70%以上。 但是其运行操作复杂,周期长,易受温度、pH、有毒有害物质等影响,同时,由于生物的氨氮承受能力有限, 过高的氨氮浓度会抑制微生物活性,制约了其对高浓度废水的处理效果,为了达到微生物可以承受的氨氮浓度, 就必须增加回流比来稀释原废液,这就增加了成本与能耗。
DAT-IAT工艺基本操作运行程序如下:
⑴进水:污水连续进入DAT池经连续曝气后,通过DAT池与IAT池之间导流设施进入IAT池。DAT池不直接排放处理水,因此不像连续进连续出水的活性污泥法容易受负荷变化的影响。
⑵反应:反应工艺分两部分进行。首先发生在DAT池,该池在连续进水的同时连续曝气。去除**物的机理和操作与连续流活性污泥法相同。反应工序的*二部分发生在IAT池,经DAT池初步生物处理的污水连续进入IAT。按工艺设置进行一定时间的曝气以达到好氧的目的。
⑶沉淀:沉淀工序仅发生在IAT池。当IAT池停止曝气以后,活性污泥絮体开始重力沉淀和泥水分离。IAT池的沉淀工序相当于连续流活性污泥法中的二次沉淀池功能。
⑷排水:排水工序只发生在IAT池。IAT池池水位达到高水位,并经过沉淀工艺以后,上清液由设置在IAT池末端的滗水器缓慢排出池外。当池水位达到处理周期开始时的水位时,停止滗水。
⑸闲置:在IAT池沉淀后到下个周期开始期间可视污水的性质设置一闲置期,在该时间段内可根据需要进行搅拌或曝气。在厌氧条件下搅拌比好氧条件下的曝气要省能量,同时对保持污泥的活性也是有利的。在以脱磷为目的的装置中,剩余污泥的排放一般是在闲置工序之初和沉淀工序的后进行。
DAT-IAT池去除的COD总量较常规法高,因为IAT系统是在非稳态条件下运行,经历厌氧、缺氧、好氧阶段,IAT池内生物相当复杂,微生物种类丰富,可通过多种途径代谢,使**物降解完全。DAT-IAT系统是传统SBR工艺的一种改进型式,整个系统继承了SBR工艺的优点,同时在进水形式和运行方式设计上作了改进,使系统操作、管理和维护加简化。整个系统具有以下特点:
⑴该系统为一组集调节、曝气、沉淀功能于一体反应池,整体结构紧凑简单,*复杂的管线传输,系统操作简单且具有灵活性。
⑵易产生污泥膨胀的丝状细菌在SBR反应池中因反应条件的不断的循环变化,而得到有效的抑制。而污泥膨胀问题是其它活性污泥方法中很常见且很难控制的问题之一。
⑶增加了工艺处理的稳定性
DAT池起到了水力均衡的作用,并防止连续进水对出水水质的影响,特别是在处理高浓度和水质波动较大的工业废水时;DAT连续曝气加强了系统对难降解**物的降解,相对缩短了运行周期;DAT池连续曝气也使整个系统接近了完全混合式,有利于消除高浓度工业废水中毒性物质或COD浓度过高积累而带来的不良影响。
⑷提高了池容的利用率
对于曝气池和二沉池合建的污水处理构筑物来说,在保留沉淀分离效果前提下,应尽可能提高曝气容积比。与传统SBR法及其它变型方法来比,DAT池连续曝气,使该工艺的曝气容积比高。
⑸提高了设备的利用率
由于DAT池连续进水,因此不需要顺序进水的闸阀及自控装置:DAT池连续曝气,减少整个系统的曝气强度,提高了曝气装置的利用率,所需鼓风机的额定风量和功率也相应减少。
⑹增加了系统的灵活性:DAT-IAT系统可以根据进、出水水量、水质变化来调节DAT池的工作状态和IAT池的运转周期,使之处于佳工况;同时也可根据脱氮除磷要求,调整曝气时间,创造缺氧或厌氧环境。
微生物对污染物的氧化降解过程,实际上是能量代谢过程,微生物产能能力的大小直接反映其活性的高低。三磷酸腺苷(ATP)是微生物细胞中贮存能量的物质,因而可通过测定细胞中ATP的水平来反映微生物的活性程度,并作为评价微生物降解**污染物能力的指标,如果在以某种废水(**污染物)为基质的培养液中生长的微生物ATP的活性增加,则表明微生物能够降解该种废水(**污染物)。
虽然目前脱氢酶活性、ATP等测定都已有较成熟的方法,但由于这些参数的测定对仪器和药品的要求较高,操作也较复杂,因此目前微生物生理指标法主要还是用于单一**污染物的生物可降解性和生态毒性的判定。