36厌氧 缺氧 好氧活性污泥法污水处理.docx

1、36厌氧 缺氧 好氧活性污泥法污水处理厌氧 缺氧 好氧活性污泥法污水处理工程技术规范1目次1 标准制定工作概述. 11.1 任务来源和工作过程. 11.2 法律和技术依据. 11.3 编制原则. 22 A/A/O 活性污泥法工艺的特点及现状.32.1 A/A/O 工艺的发展及国内外应用现状. 32.2 A/A/O 工艺的主要特点. 82.3 A/A/O 的主要工艺形式. 93 规范的主要内容说明. 143.1 A/A/O 工艺的适用性. 153.2 A/A/O 的适用处理规模. 153.3 设计流量和设计水质. 153.4 预处理的选择. 163.5 普通 A/A/O 工艺设计参数. 163.

2、6 A/A/O 工艺的曝气设备. 173.7 搅拌装置. 173.8 监测与运行管理. . 174 实施本规范的管理措施建议.1911 标准制定工作概述1.1 任务来源和工作过程国家环境保护标准“十一五”规划指出，用5 年的时间，基本建立起我国环境工程技术规范标准体系，提升我国环境工程技术标准化及管理水平。到2008 年，基本完成基础规范、通用技术规范、工艺方法类规范的编制工作，到2015 年基本完成重点行业污染治理工程技术规范，逐步建立中国最佳可行技术体系。2005 年国家环境总局下达了环境工程技术规范的编制任务，由机科发展科技股份有限公司作为第一编制单位承担A/A/O 活性污泥法污水处理工

3、程技术规范标准的研究、编制任务，参编单位还有中国环保产业协会（水污染治理委员会）、北京城市排水集团有限责任公司、北京市市政工程设计研究总院。编制工作从国内外相关标准和文献的资料调研开始，对国内外氧化沟相关的规范、技术资料和工程实例进行了广泛的调研，编制了开题报告和编制大纲。2006 年9 月，国家环保总局科技司在京组织召开开题论证会，与会专家认为工作基础扎实、技术路线合理、编制方案可行，同意开题。2007 年10 月，形成了规范初稿，经专家讨论、修改后，于2008 年2月报中国环保产业协会。2008 年3 月，中国环保产业协会组织召开初审会，会议认为考虑到我国幅员辽阔，各地水质、气候差距较大，

4、主要设计参数还应征求更多设计单位的意见。为此，国家环保总局科技司于2008 年4 月在京组织召开了活性污泥法设计参数研讨会，到会的有全国各大市政设计院、水务公司和污水厂运行企业的代表。会后，按照专家意见，反复修改，于2008 年6 月形成征求意见稿和编制说明。1.2 法律和技术依据在国家现行建设项目环境保护条例和相关环境监督管理法律法规中，对环境保护设施的建设与正确使用均提出了要求。本规范属于环境污染治理工艺方法规范，是国家环境标准体系之环境工程技术规范的一个组成部分，与环境污染治理工程技术规范并用，将为环境保护设施的建设、运行以及环境监督管理的标准化提供技术支撑。本规范的编制以国家环境保护现

5、有法律、法规、标准为主要依据，同时参考水处理行业其他相关的技术规范和设计手册，结合国内外有关A/A/O 建设运行的文献以及调研取得的国内A/A/O 运行情况数据资料，总结编制了本规范。其中涉及的法规、标准主要有：GB 3096 城市区域环境噪声标准GB 12348 工业企业厂界噪声标准GB 12523 建筑施工场界噪声限值GB 12801 生产过程安全卫生要求总则GB 18599 一般工业固体废物贮存、处置场污染控制标准GB 18918 城镇污水处理厂污染物排放标准2GB 50014 室外排水设计规范GB 50015 建筑给排水设计规范GB 50040 动力机器基础设计规范GB 50053 1

6、0kV 及以下变电所设计规范GB 50187 工业企业总平面设计规范GB 50204 混凝土结构工程施工质量验收规范GB 50222 建筑内部装修设计防火规范GB 50231 机械设备安装工程施工及验收通用规范GB 50268 给水排水管道工程施工及验收规范GBJ 16 建筑设计防火规范GBJ 87 工业企业躁声控制设计规范GBJ 141 给水排水构筑物施工及验收规范GBZ 1 工业企业设计卫生标准GBZ 2 工业场所有害因素职业接触限值CJ 3025 城市污水处理厂污水污泥排放标准CJJ 60 城市污水处理厂运行、维护及其安全技术规程CJ/T 51 城市污水水质检验方法标准HJ/T 242

7、环境保护产品技术要求 污泥脱水用带式压榨过滤机HJ/T 251 环境保护产品技术要求 罗茨鼓风机HJ/T 252 环境保护产品技术要求 中、微孔曝气器HJ/T 278 环境保护产品技术要求 单级高速曝气离心鼓风机HJ/T 279 环境保护产品技术要求 推流式潜水搅拌机HJ/T 283 环境保护产品技术要求 厢式压滤机和板框压滤机HJ/T 335 环境保护产品技术要求 污泥浓缩带式脱水一体机HJ/T 353 水污染源在线监测系统安装技术规范（试行）HJ/T 354 水污染源在线监测系统验收技术规范（试行）HJ/T 355 水污染源在线监测系统运行与考核技术规范（试行）JGJ 37 民用建筑设计通

8、则建设项目竣工环境保护验收管理办法（国家环保局，2001 年）1.3 编制原则本规范编制遵循以下主要原则：（1）实践性原则。分析总结城镇污水和工业废水A/A/O 处理工程实践经验和存在问题，按照工程技术规范编制总原则的要求，确定规范的结构和内容。（2）完整性原则。根据环境工程技术规范应服务于环境管理、运行管理以及工程设计3与验收的要求，规范的内容应包括工艺方法、运行管理等主要技术要求的内容，基本覆盖普通A/A/O 工艺及主要的变形工艺方法。（3）科学性原则。规范的工艺方法分类科学、层次清晰、结构合理，并具有一定的可分解性和可扩展空间。（4）先进实用与可操作性原则。规范的主要内容应既代表了当前的

9、先进水平，又应以大量的工程实践为基础，突出技术要求的针对性和科学合理性，以便于使用。2 A/A/O 活性污泥法工艺的特点及现状2.1 A/A/O 工艺的发展及国内外应用现状厌氧/缺氧/好氧活性污泥法（A/A/O- Anaerobic/Anoxic/Oxic）是活性污泥法的一种。活性污泥法是应用最广泛的污水处理技术之一。活性污泥法于1914 年开创于英国的曼彻斯特，至今已有90 多年的历史。A/A/O 工艺是在70 年代，由美国的一些专家在厌氧-好氧（An-O）法脱氮工艺的基础上开发的，其宗旨是开发一项能够同步脱氮除磷的污水处理工艺。1980 年，Rabinowitz 和Marais 在对Pho

10、redox 工艺的研究中，提出3 阶段的Phoredox工艺，即为传统的A/A/O 工艺。同年，美国AirProducts 公司申请了A/A/O 工艺的专利权。由于该工艺兼有脱氮除磷的功能，加上其工艺流程的简单性，一直备受污水处理行业研究者和设计者的青睐。近年来，随着对污水除磷脱氮机理研究的不断深入，以及对当前污水处理工程设计、建设和运行经验的不断总结，A/A/O 工艺得以不断地发展和完善，涌现出一大批改良型的A/A/O 工艺，如倒置A/A/O、UCT、MUCT、VIP、OWASA、JHB 等等，这些工艺在世界范围内的污水处理工程中相继得到了应用。我国污水处理事业起步较晚，开始于二十世纪七八十

11、年代。在1995 年以前，我国建设的污水处理厂所选工艺中多以普通曝气法为主，1995 年后，随着对水环境要求的提高，尤其是近年来对污水处理厂出水氮、磷限制力度的加强，我国先后引进了国外的许多新技术、新工艺和新设备，如AB 法、氧化沟法、A/O 工艺、A/A/O 工艺和SBR 法等，并在全国范围内推广应用。目前，我国现有城市污水处理厂中80以上采用的是活性污泥法，其中，A/A/O 及其变形工艺以其流程简单、运行管理方便、且能同时兼顾除磷脱氮要求等优点成为当前城市污水处理的主流工艺之一。下面重点介绍国内外几个选用A/A/O 或其变形工艺的典型污水处理厂的运行实例。2.1.1 国内应用国内选用 A/

12、A/O 及其变形工艺的污水处理厂较多，在实际运行过程中发现氮、磷去除矛盾突出，出水水质中氮、磷两项指标难以同时达标。下面介绍国内几个不同地区采用A/A/O及其变形工艺且运行状况较好的污水处理厂实例。a. 清河污水处理厂清河污水处理厂是北京市排水集团京北分公司下辖的几个主要污水处理厂之一，位于清4河北岸，清河镇以东马坊村。该厂一期工程设计日处理能力20 万m3，采用活性污泥法延时曝气工艺，于2000 年12 月开工，2002 年9 月正式投产运营；二期工程设计日处理能力仍为20 万m3，采用倒置A/A/O 工艺，于2003 年9 月开工建设，目前已建成通水。清河污水处理厂实际运行过程中的进出水水

13、质如表1 所示（文中引用的实际运行中的进出水水质资料实际上指的是该厂在某一段时期内的平均进出水水质，下同）。从表中数据来看，清河污水处理厂的出水水质基本满足设计出水指标要求，同时达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级B 标准（见表2），总体运行效果良好。其中，氮的去除率高，而出水磷浓度未能达到设计出水要求。表1 清河污水处理厂实际运行中的进出水水质项目进水(mg/L)出水(mg/L)去除率()设计出水指标(mg/L)BOD5 230.6 12.1 94.8 20COD 467.2 44.3 90.5 60SS 304.0 10.9 96.4 20氨氮 36.8 4.

14、16 88.9 15磷 6.4 1.26 80.3 1.0表2 城镇污水处理厂污水主要污染物排放标准（GB18918-2002）一级标准(mg/L)项目A 标准B 标准二级标准(mg/L)三级标准(mg/L)化学需氧量(COD) 50 60 100 120生化需氧量(BOD5) 10 20 30 60悬浮物(SS) 10 20 30 50总氮(以N 计) 15 20 氨氮(以N 计) 5(8) 8(15) 25(30) 2005.12.31 前建 1 1.5 3 5磷2006.01.01 后建 0.5 1 3 5注：表中括号内数值为水温12时的控制指标。b. 莆田市污水处理厂福建省莆田市建设局

15、主管的莆田市污水处理厂，位于莆田市涵江区白塘镇显应村。该厂采用A/A/O 工艺，设计的日处理能力近期为8 万m3，远期为16 万m3。工程于1999 年11月开工，2002 年9 月通水运行。莆田市污水处理厂实际运行过程中的进出水水质如表3 所示。从表中数据可以看出，莆田市污水处理厂的出水水质满足设计出水指标要求，达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级B 标准，由于进水氮、磷浓度低，出水中氨氮和磷的浓度甚至达5到了一级A 标准，运行效果十分理想。表3 莆田市污水处理厂实际运行中的进出水水质项目进水(mg/L)出水(mg/L)去除率()设计出水指标(mg/L)BOD5

16、 66.1 5.2 92.13 20COD 195.37 35.1 82.03 60SS 190.8 11.4 94.03 20氨氮 13.0 1.58 87.85 8磷 3.6 0.44 87.78 1.5c. 昆明市第二污水处理厂昆明市城市排水公司下属的昆明市第二污水处理厂位于昆明官渡区六甲乡。该厂设计的日处理能力为10 万m3，采用A/A/O 工艺，主要设计参数有：混合液内回流比最高达400；污泥外回流由两部分构成，一部分由二沉池回流至厌氧池，回流比为510，另一部分是由二沉池回流至缺氧池，回流比为8090；厌氧池停留时间为2.12h。工程于1994年3 开工，1996 年1 月正式投产

17、。昆明市第二污水处理厂实际运行过程中的进出水水质如表4 所示。从表中数据可以看出，该厂的出水水质完全满足设计出水指标要求，同时也达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级A 标准，氮、磷的去除效果非常显著，总体运行效果十分理想。表4 昆明市第二污水处理厂实际运行中的进出水水质项目进水(mg/L)出水(mg/L)去除率()设计出水指标(mg/L)BOD5 90.9 9.3 89.8 15COD 153.8 30 80.5 50SS 38.0 10 73.5 15氨氮 24.6 2.0 91.8 15磷 3.1 0.4 87.1 1.0d. 涪陵污水处理厂重庆市三峡水务有限

18、责任公司下属的涪陵污水处理厂位于重庆市涪陵区江东办事处插旗居委七组。该厂采用A/A/O 工艺，设计日处理能力8 万m3。工程于2001 年12 月开工，2003 年5 月投产。涪陵污水处理厂实际运行过程中的进出水水质见表5。由表中数据可以看出，涪陵污水处理厂的出水水质满足设计出水指标要求，同时也达到了城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级B 标准，氮、磷的去除率高，运行效果良好。6表5 涪陵污水处理厂实际运行中的进出水水质e. 团岛污水处理厂团岛污水处理厂位于青岛市市南区团岛四路北侧，设计规模为10 万m3/d。该厂生物池采用改进A/A/O 工艺，平行设四格，每格设回流

19、污泥反硝化、生物除磷、反硝化、硝化/反硝化、硝化及除气区等六个区。泥龄为15 天，MLVSS 为3.3 g/L，污泥回流比为100150，混合液回流比为400，反硝化和硝化区的体积比为1:1.95。该厂于1998 年建成调试并运行。团岛污水处理厂实际运行过程中的进出水水质见表6。该厂地处缺水严重的青岛市，水资源的利用率高，因此进水水质的各项指标浓度都非常高。出水水质中除磷外，其他指标均能达到设计要求，同时也能达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）的一级B 标准。磷的去除率虽然达到80，但由于进水中磷浓度高达29.3 mg/L，出水中磷浓度仍有5.8 mg/L。表6 团岛污

20、水处理厂实际运行中的进出水水质项目 进水(mg/L) 出水(mg/L) 去除率() 设计出水指标(mg/L)BOD5 701.7 22.9 96.7 30COD 1362 63.6 95.3 100SS 1103.2 18.2 98.4 30氨氮 92.9 8.6 91 25磷 29.3 5.8 80 32.1.2 国外应用国外污水处理技术发展较快，传统的A/A/O 工艺得以不断的改进和发展，因此，A/A/O变形工艺及其他相关工艺也得以广泛应用，如Phostrip、VIP、Phoredox、UCT 等工艺，在美国、加拿大以及非洲的几个国家应用较多。由表7 中污水处理厂出水氮、磷数据可以看出，根

21、据各厂进水特点和处理目标选用不同的A/A/O 变形工艺或其他工艺，污水处理效果良好。对照中国城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）以及国外相关标准来看，项目进水(mg/L)出水(mg/L)去除率()设计出水指标(mg/L)BOD5 180 8.5 95 20COD 300 38 87 60SS 200 18 91 20氨氮 25 2.0 92 15磷 4 0.3 93 0.57大部分污水处理厂的氮去除率高，均能达标排放，而磷去除效果不稳定，如美国的Largo、York River 以及南非的Goudkoppies 等污水处理厂出水磷浓度仍然很高。表7 国外除磷脱氮工艺的部分工

22、程实例污水处理厂名处理规模(m3/d)处理工艺出水TN(mg/L)出水TP(mg/L)美国 Uookers Point 36300 Bardenpho 工艺 3.0美国 Reno-Sparks Phostrip 工艺 4.6美国 Largo 37100 A/A/O 工艺 8.0 2.4(PO43-P)美国Lamberts Point VIP 工艺 10.0 0.79(PO43-P)美国 Pallmetto 5300 phoredox 工艺 3.0加拿大 Kelowna 22500 3-Bardenpho 工艺0.14 0.3加拿大 Penticton 15000 UCT 工艺 1.0 0.3美

23、国 Tahoe-Truckee 36300 Phostrip 工艺 0.58美国 York River 57000 VIP 工艺 3.0南非 Goudkoppies phoredox 工艺 5.9津巴布韦 Bulawayo 11350 phoredox 工艺 1.0哥伦比亚 Kolowna 23000 phoredox 工艺 1.0南非 Terobisa 36000 A/A/O 工艺 0.8加拿大 Calgary 5000 3-Bardenpho 工艺 0.7英国泰晤士水处理公司在Beckton 建成30000 m3/d 处理规模的JHB 生物除磷脱氮工艺示范工程，并于1993 年4 月投入运

24、行。该厂设计的主要参数有：混合液回流比为200400，厌氧区的回流比为1020，厌氧、缺氧和好氧三段的停留时间分别为0.7、1.0和5.1h。Beckton 污水处理厂12 周的运行结果见表8，分析表明：JHB 工艺示范工程有机物去除和硝化效果良好；具有较好的生物除磷脱氮效果，但不能满足欧共体都市污水处理指令（European Community Urban Waste Water Directive: ECUWWD，1991）的要求，尤其磷的去除效果很不理想，甚至无法满足我国城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918-2002）二级标准的要求；在厌氧区硝酸盐浓度低和初沉污水短链脂肪酸浓度高

25、时，生物除磷效果较好。如果要达到出水磷1 mg/L 的标准，就必须提高进水短链脂肪酸的浓度。表8 Beckton 污水处理厂实际运行中的进出水水质项目 初沉出水(mg/L) 最终出水(mg/L) ECUWWD(mg/L)BOD5 129XXX83 10XXX4COD 360XXX396 38XXX17SS 108XXX88 11XXX78总凯氏氮 28.0XXX9.1 2.4XXX1.2氨氮 19.8XXX4.0 1.0XXX2.0硝态氮 0.0XXX0.0 7.2XXX2.6总氮 28.0XXX9.1 10.6XXX7.9 10（服务人口10 万）总磷 7.3XXX2.3 3.4XXX1.3

26、 1.0（服务人口10 万）2.2 A/A/O 工艺的主要特点综合分析当前国内外采用 A/A/O 及其变形工艺的城市污水处理厂的工程建设和运行资料，可以看出，A/A/O 及其变形工艺在实际的工程应用中，与污水处理的其他生物技术相比较，主要具有以下特点：a. 应用普及率高除磷脱氮，是当前全世界范围内污水处理行业共同提出的新要求。A/A/O 及其变形工艺由于能同时满足该项要求，且处理构筑物少，处理工艺相对简单，运行管理相对方便，从而在大多数国家和地区得到了广泛地应用。以我国为例，在北京、上海、山东、江苏、云南、河北、福建、四川、重庆、陕西等省市均建有不同处理规模的A/A/O 及其变形工艺的污水处理厂。b. 设计处理规模多样为适应不同地区不同污水量的处理要求，当前设计建设的A/A/O 及其变形工艺污水处理厂中，设计处理规模的范围分布较广，小到几万m3/d，大到几十万m3/d 甚至上百万m3/d。可见，A/A/O 及其变形工艺的适应性强，能满足不同污水处理规模的工艺要求。c. 泥龄长短矛盾突出一般在活性污泥处理系统泥龄的设计时，考虑的是高负荷时为0.2