A2/O工艺(AAO工艺、
AAO法),是英文Anaerobic-Anoxic-Oxic第一个字母的简称(
厌氧-缺氧-好氧),是一种常用的
二级污水处理工艺,具有同步
脱氮除磷的作用,可用于二级污水处理或
三级污水处理;后续增加
深度处理后,可作为
中水回用,具有良好的脱氮除磷效果。
污水与
回流污泥先进入厌氧池(DO<0.2mg/L)完全混合,经一定时间(1~2h)的
厌氧分解,去除部分
BOD,使部分
含氮化合物转化成N2(
反硝化作用)而释放,回流污泥中的
聚磷微生物(聚磷菌等)释放出磷,满足细菌对磷的需求。
接下来污水流入好氧池(DO,2-4mg/L),水中的NH3-N(
氨氮)进行硝化反应生成硝酸根,同时水中的有机物
氧化分解供给吸磷微生物以能量,微生物从水中吸收磷,磷进入细胞组织,富集在微生物内,经沉淀分离后以富磷污泥的形式从系统中排出。
A2/O工艺中的厌氧、缺氧、
好氧过程可以在不同的设备中运行,也可在同一设备的不同部位完成。例如,在
氧化沟工艺中,可以通过控制转刷的供氧量使各段分别处于厌氧、缺氧、好氧状态。也可使设备在不同状态间歇运行。广义上讲,通过各种运行控制手段,使工艺在厌氧-缺氧-好氧系统间运行的方法都属于A2/O工艺的范畴。
1932年开发的Wuhrmann工艺是最早的
脱氮工艺(见图),流程遵循硝化、反硝化的顺序而设置。由于反硝化过程需要
碳源,而这种后置反硝化工艺是以微生物的
内源代谢物质作为碳源,
能量释放速率很低,因而脱氮速率也很低。此外污水进入系统的第一级就进行好氧反应,能耗太高;如原污水的含氮量较高,会导致好氧池容积太大,致使实际上不能满足
硝化作用的条件,,尤其是温度在15℃以下时更是如此;在缺氧段,由于微生物死亡释放出
有机氮和氨,其中一些随水流出,从而减少了系统中
总氮的去除。因此该工艺在工程上不实用,但它为以后除磷脱氮工艺的发展奠定了基础。
1962年,Ludzack和
Ettinger首次提出利用进水中
可生物降解的物质作为脱氮能源的前置反硝化工艺,解决了碳源不足的问题。1973年,Barnard在开发
Bardenpho工艺时提出改良型Ludzack-Ettinger脱氮工艺,即广泛应用的
A/O工艺(见图2)。A/O工艺中,回流液中的大量
硝酸盐到
缺氧池后,可以从原污水得到充足的有机物,使反硝化脱氮得以充分进行。A/O工艺不能达到完全脱氮,因为好氧
反应器总流量的一部分没有回流到缺氧反应器而是直接随出水排放了。
为了克服A/O工艺不完全脱氮的不足,1973年Barnard提出把此工艺与Wuhrmann工艺联合,并称之为Bardenpho工艺(见图3)。Barnard认为,一级好氧反应器的低浓度硝酸盐排入二级缺氧反应器会被脱氮,而产生相对来说无硝酸盐的出水。为了除去二级缺氧器中产生的、附着于污泥絮体上的微细气泡和污泥停留期间释放出来的氨,在二级缺氧反应器和
最终沉淀池之间引入了快速好氧反应器。Bardenpho工艺在概念上具有完全去除硝酸盐的潜力,但实际上未能实现。
1976年,Barnard通过对Bardenpho工艺进行
中试研究后提出:在Bardenpho工艺的初级缺氧反应器前加一
厌氧反应器就能有效除磷。该工艺在
南非称5阶段Phoredox工艺,或简称Phoredox工艺,在美国称之为改良型Bardenpho工艺。
(1)厌氧、缺氧、好氧三种不同的
环境条件和
微生物菌群种类的有机配合,能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。
(3)进入
沉淀池的处理水要保持一定浓度的
溶解氧,减少
停留时间,防止产生厌氧状态和污泥释放磷的现象出现,但溶解氧浓度也不宜过高,以防循环
混合液对缺氧反应器的干扰。