1、A2/O 工艺脱氮除磷原理a2/o 污水处理系统工艺流程(图 1)a2/o 污水处理系统工艺流程(图 2)aa2/o 污水处理系统工艺流程(图 3)A2/O 生物脱氮除磷工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合，其中各段的功能如下： 厌氧区； 从初沉池流出的污水首先进入厌氧区，系统回流污泥中的兼性厌氧发酵菌将污水中的可生物降解有机物转化为挥发性脂肪酸（VFA）等小分子发酵产物，聚磷菌也将释放菌体内储存的多聚磷酸盐，同时释放能量，其中部分能量供专性好氧的聚磷菌在厌氧抑制环境下生存，另一部分能量则供聚磷菌主动吸收类似 VFA 等污水中的发酵产物，并以 PHA 的形式在菌体内
2、贮存起来。这样，部分碳在厌氧区得到去除。在厌氧区停留足够时间后，污水污泥混合液进入缺氧区。缺氧区 ；在缺氧区中，反硝化细菌利用从好氧区中经混合液回流而带来的大量硝酸盐（视内回流比而定），以及污水中可生物降解的有机物（主要是溶解性可快速生物降解有机物）进行反硝化反应，达到同时去碳和脱氮的目的。含有较低浓度碳氮和较高浓度磷的污水随后进入好氧区。好氧区 ；在好氧区聚磷菌在曝气充氧条件下分解体内贮存的 PHA 并释放能量，用于菌体生长及主动超量吸收周围环境中的溶解性磷，这些被吸收的溶解性磷在聚磷菌体内以聚磷盐形式存在，使得污水中磷的浓度大大降低。污水中各种有机物在经历厌氧、缺氧环境后，进入好氧区时其浓
3、度己经相当低，这将有利于自养硝化菌的生长繁殖。硝化菌在好氧的环境下将完成硝化作用，将水中的氮转化为 NO2- 和 NO3 -。在二次沉淀池之前，大量的回流混合液将把好氧去硝化产生的硝酸盐带入缺氧区进行反硝化脱氮。二沉池； 絮凝浓缩污泥，一部分浓缩污泥回流至厌氧区继续参与释磷并保持系统活性污泥浓度，另一部分则携带超量吸收磷的聚磷菌体以剩余污泥形式排出系统。硝化细菌：将氨氧化为亚硝酸和进一步氧化为硝酸的两个阶段的两类作用菌（化能自养，生长缓慢）硝化作用：是指氨在微生物作用下氧化为 NO3-、NO2-的过程。硝化细菌将氨氧化为硝酸的过程。通常发生在通气良好的土壤、厩肥、堆肥和活性污泥中。反硝化细菌：
4、以 NO-3或 NO-2代替 O-2作为最终电子受体，在厌氧条件下进行呼吸代谢产生 N2O 和 N2的细菌。反硝化作用：也称脱氮作用。反硝化细菌在缺氧条件下，还原硝酸盐，释放出分子态氮（N2）或一氧化二氮（N2O）的过程。A2/O 工艺脱氮除磷之间存在的矛盾及解决对策脱氮和除磷过程，不可避免的会遇到一些矛盾和冲突，如碳源、污泥龄、硝酸盐、硝化和反硝化容量、释磷和吸磷的容量等问题。这些矛盾反映到 A2/O 工艺中，会造成脱氮除磷效果的下降，其中存在的主要问题有：污泥龄（Sludge Retention Time，SRT）矛盾：由于该工艺将厌氧、缺氧和好氧三种不同环境条件下生长的微生物，如聚磷菌、
5、普通异养反硝化菌、普通异养菌和自养硝化菌等混合在同一系统中生长，而各个类型微生物的生长周期不同，由此不可避免的存在污泥龄的矛盾。在好氧段要实现硝化作用，必然需要维持较高的硝化菌数量，由于硝化菌是化能自养菌，生长周期缓慢，因此需要较长的污泥龄才能保证硝化作用；而聚磷菌属于短世代的微生物，生物除磷也是通过排放高含磷污泥来实现的，这就要求采用短泥龄来提高除磷效率，因而系统需要运行在较短的泥龄条件下，污泥龄矛盾由此产生。污泥龄矛盾没有较好的解决办法，这是同步脱氮除磷系统中固有的矛盾，因而在实际生产中只能选择一个比较折中的污泥龄。对这部分的优化只能是摸索不同营养条件和环境条件下的污泥龄。碳源竞争的矛盾：
6、在 A2/O 中，缺氧区的反硝化是氮的主要去除途径，该反应顺利进行的前提就是在缺氧区有充足的碳源提供电子供体；另一方面，磷的去除要求大量进水碳源在厌氧段要转化为 PAO 生物细胞内的聚合物聚-羟基烷酸（酯）PHA 在好氧段被氧化产生的能量用于过量吸磷。在 A2/O 系统中，混合液首先进入厌氧段，然后进入缺氧段，聚磷菌的放磷过程几乎消耗掉进水中的绝大部分易生物降解有机物，而到缺氧段，仅剩余很少的慢速或难生物降解有机物用于反硝化反应，导致反硝化潜力不能充分发挥，脱氮效果差。另一方面，当好氧段回流的混合液进入厌氧区时，反硝化菌会优先于聚磷菌利用进水中的有机物进行脱氮，导致 PAO 释磷程度降低，胞内
7、储存的 PHA 的量下降，随后的好氧吸磷也不会充分，除磷效果差。当进水中的碳源缺乏，即进水为低 C/N 比污水时，该矛盾会异常突出，而目前缺乏这方面的相应研究。比较有效的办法是提高碳源的脱氮除磷利用效率。当进水中碳源浓度较高的时候，会有多余的有机物进入好氧区，这会对好氧硝化产生抑制，降低系统的硝化性能。由此可见，A2/O 工艺中聚磷菌和反硝化菌之间存在着因争夺易生化降解的有机碳源的矛盾，而硝化过程又要求碳源浓度不能太高。硝酸盐的问题：由于反硝化速度快于释磷速度，因而随着污泥回流至厌氧区始端的硝酸盐会抢先消耗进水中的有机物进行反硝化，造成聚磷菌难以获得充足的有机物，造成释磷能力的下降，相应的胞内
8、存储的 PHA 的量也会下降，好氧过量吸磷受到影响。同样，良好的硝化是保证系统脱氮良好的先决条件，这样就造成硝酸盐会不可避免的随着污泥回流至厌氧区。硝酸盐的问题归根到底还是碳源竞争的问题，解决的办法有两种：一是减少进入厌氧区的硝酸盐的量；二是采用 MUCT 的方式将污泥先回流至缺氧区，然后再从缺氧区回流至厌氧区，但这样会增加工艺的复杂程度。综合分析，目前 A2/O 中存在的主要矛盾是由于碳源，主要是碳源缺乏引起的。正如 1.1.1 所述，低 C/N 比污水目前在我国十分常见，碳源的缺乏会使得 A2/O 工艺脱氮除磷中原本存在的问题更加突出。解决碳源缺乏的问题有两种途径：一是投加外碳源，这势必增加污水处理的运行成本，尤其在大流量的城市污水脱氮除磷处理过程中更不可取；二是如何有效利用原水中的碳源，提高碳源的脱氮除磷利用效率。近十年来，一些节省碳源的脱氮除磷新理论的提出，为解决 A2/O 中的碳源短缺矛盾提供了思路。就目前来看，适用于 A2/O 工艺，能节省碳源且利于 A2/O 脱氮除磷效率提高的新理论当属短程硝化反硝化脱氮理论、同步硝化反硝化理论和反硝化除磷脱氮理论。
