看完這篇文章，你才算真正搞清楚AAO、AO工藝的優(yōu)劣勢

目前，我國污水處理廠(chǎng)采用的脫氮除磷技術(shù)大多都是生物法，像什么AO工藝、AAO工藝、氧化溝工藝、AB工藝、SBR工藝等....

這些工藝聽(tīng)著(zhù)不算新，看著(zhù)也挺簡(jiǎn)單，但要想真弄懂它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)，對比出孰好孰壞，還是要下一番功夫的。

為此我翻閱了大量文獻資料，但一通學(xué)習后發(fā)現，同行們的對比分析大多都集中在A(yíng)AO和SBR、氧化溝工藝上，很少有人拿AO和AAO工藝做比較。

于是，為了探究AO和AAO的特點(diǎn)，徹底搞清楚它們各自對污水中COD、NH3-N、TN、TP的去除率，以及溫度、進(jìn)水C/N比、進(jìn)水C/P比對兩種工藝脫氮除磷的影響，用兩年每天的進(jìn)水、出水各項指標計算月均值，給我做起了如下對比分析——

01

AAO、AO去除性能對比分析

1、AAO、AO工藝：COD去除性能對比

污水處理工藝對有機物的去除能力是表征工藝效能的主要指標之一，COD的大小直接反映污水中有機物含量的多少。

用DPS數據處理系統分別對兩種工藝進(jìn)出水COD濃度、COD去除率，進(jìn)行差異顯著(zhù)性檢驗，結果顯示：兩種工藝進(jìn)水COD無(wú)顯著(zhù)差異，出水COD、去除率差異顯著(zhù)，AAO工藝對COD的去除明顯好于A(yíng)O工藝。

原因在于A(yíng)O工藝中，缺氧段的反硝化反應可以消耗掉污水中的一部分有機物，但大部分有機物是通過(guò)好氧降解去除的，而辛凌污水廠(chǎng)一期工程AO工藝好氧段水力停留時(shí)間短，曝氣池容積小，曝氣量不夠，導致有機物去除效果不好。

而AAO工藝中，大部分有機物在厭氧段被聚磷菌轉化為PHB儲存在細胞中，部分有機物在缺氧段通過(guò)反硝化反應去除，廢水進(jìn)入好氧段時(shí)，COD濃度已基本接近排放標準，在好氧段會(huì )得到進(jìn)一步降解。

有研究表明，AAO工藝厭氧段的COD去除率最高可達到80%以上，而缺氧段的去除率平均低于10%。

2、AAO、AO工藝：脫氮性能對比

近年來(lái)，隨著(zhù)環(huán)境水體水質(zhì)的富營(yíng)養化程度不斷加劇和污水排放標準的不斷提高，尋找一種有效的脫氮工藝已成為當前污水處理廠(chǎng)設計中的重要問(wèn)題之一。AAO工藝和AO工藝都具有生物脫氮功能，且兩種工藝脫氮原理相同，都為反硝化脫氮。

通過(guò)對兩種工藝進(jìn)出水TN濃度、TN去除率，進(jìn)行差異顯著(zhù)性實(shí)驗，結果表明：兩種工藝進(jìn)水TN無(wú)顯著(zhù)差異，出水TN、去除率差異顯著(zhù)，AAO工藝對TN的去除明顯好于A(yíng)O工藝。

在反硝化脫氮工藝中，硝態(tài)氮是出水總氮中的主要物質(zhì)，硝態(tài)氮在缺氧段的去除率可以高于90%。有研究指出，控制缺氧區出水硝酸鹽濃度為1mg/L～2mg/L，可最大程度提高TN去除率，并能充分利用COD提高缺氧區反硝化能力。好氧區混合液中含有大量硝態(tài)氮，通過(guò)內循環(huán)回流到缺氧區，在缺氧區進(jìn)行反硝化反應。

辛凌污水廠(chǎng)AO工藝缺氧段HRT太短，僅為1.8h，少于A(yíng)AO工藝的3.46h，且內回流比為50%～100%，小于A(yíng)AO工藝的150%～250%，導致脫氮功能不及AAO。并且AO工藝脫氮效果不及AAO工藝穩定，受外界因素（溫度、C/N比等）影響大。

3、AAO、AO工藝：除磷性能對比

水中磷含量超標，同樣也會(huì )導致微生物大量繁殖，浮游生物生長(cháng)旺盛，出現富營(yíng)養化狀態(tài)。反硝化除磷技術(shù)的出現是對傳統生物除磷理論的一種突破，不僅可以解決傳統工藝中存在的矛盾問(wèn)題，還有利于實(shí)現污水的可持續處理。

通過(guò)對兩種工藝進(jìn)出水TP濃度、TP去除率，進(jìn)行差異顯著(zhù)性實(shí)驗，結果表明：兩種工藝進(jìn)水TP無(wú)顯著(zhù)差異，出水TP、去除率差異顯著(zhù)，AAO工藝對TP的去除明顯好于A(yíng)O工藝。

原因在于辛凌污水廠(chǎng)一期工程AO工藝沒(méi)有設置厭氧釋磷段，而在生物除磷過(guò)程中，聚磷菌只有在厭氧段進(jìn)行充分的放磷，才能保證在缺氧段、好氧段有良好的吸磷效果，此工藝對磷的去除僅僅是通過(guò)微生物的同化作用。

而AAO工藝的除磷主要由聚磷菌來(lái)完成。一般來(lái)說(shuō)，聚磷菌在缺氧段、好氧段攝取的磷量比在厭氧段釋放的磷量要多。有研究表明，AAO工藝平均吸磷量和平均放磷量的比例為1.28，且缺氧段的吸磷量高于好氧段的吸磷量。

4、AAO、AO工藝：去除性能對比總結

綜上，對有機物、氮、磷的去除AAO工藝都要明顯好于A(yíng)O工藝，尤其是除磷，由于A(yíng)O工藝無(wú)厭氧段，只能通過(guò)微生物的同化作用去除一小部分的磷，所以對磷的去除有要求的不要選擇此種工藝或者增加化學(xué)除磷。

02

溫度對AAO、AO脫氮除磷的影響

1、溫度對兩種工藝COD去除的影響

溫度對AAO工藝COD的去除影響不大，即使溫度低于5攝氏度，COD的去除率也可以達到85%以上，這說(shuō)明溫度對聚磷菌轉化有機物的影響不大。

而AO工藝對COD的去除，往往會(huì )隨著(zhù)溫度升高，在5-15攝氏度之間有個(gè)降低，隨后又升高。這可能是由于氣候處于冷暖交替時(shí)，系統內菌群數量及其結構會(huì )發(fā)生變化，系統內優(yōu)勢種群逐步由喜好一種溫度的菌群向喜好另一種溫度的菌群演替，從而影響對有機物的處理能力。

2、溫度對兩種工藝脫氮的影響

毋庸置疑，溫度對兩種工藝脫氮的影響都比較明顯——兩種工藝都是隨著(zhù)溫度的上升，TN去除率有明顯的提高。特別是AO工藝，當溫度高于15攝氏度時(shí)，TN去除率幾乎呈線(xiàn)性增長(cháng)。

那么為什么，溫度升高可以增強兩種工藝的脫氮性能？一方面是因為溫度的升高有利于活性污泥微生物的生長(cháng)繁殖，提高同化氮元素的效率；另一方面是因為溫度升高也增強了系統中硝化菌與反硝化菌的代謝活力，使系統反硝化脫氮能力增強。

一般認為，硝化細菌最適宜的生長(cháng)溫度為25-30攝氏度。當溫度小于15攝氏度時(shí)硝化速度明顯下降，硝化細菌活性也大幅降低。當溫度低于5攝氏度時(shí)，硝化細菌的生命活動(dòng)幾乎停止。

值得一提的是，有時(shí)即使低溫狀態(tài)下（低于5度），兩系統的TN去除率也不會(huì )低于40%，這就說(shuō)明低溫時(shí)兩系統主要依靠活性污泥中微生物的同化作用來(lái)脫氮。

3、溫度對兩種工藝除磷的影響

從實(shí)際狀況來(lái)看，溫度升高AAO工藝對磷的去除率相應提高，尤其是溫度高于20攝氏度后，TP去除率趨于穩定。

這是因為生物除磷的關(guān)鍵是依靠聚磷菌的除磷活性，而溫度增高，有利于增加聚磷菌的活性，提高磷的去除率。

而AO工藝對磷的去除隨溫度變化的規律性不強，無(wú)明顯相關(guān)性。這是因為AO工藝無(wú)厭氧段，不存在聚磷菌存活的條件，對磷的去除僅僅依靠微生物的同化作用，所以溫度對此工藝微生物的同化作用影響不大。

03

進(jìn)水C/N比對AAO、AO脫氮除磷的影響

1、進(jìn)水C/N比對兩種工藝COD去除的影響

對于A(yíng)AO工藝來(lái)說(shuō)，無(wú)論C/N比值如何，COD的去除率基本保持穩定。

有資料表明，大部分COD在厭氧區被聚磷菌利用合成為胞內儲存物PHA，平均利用率在75%-85%之間，大約10%的COD進(jìn)入缺氧區，幾乎沒(méi)有剩余的易生物降解有機物進(jìn)入好氧區，因此該工藝可以實(shí)現進(jìn)水碳源的充分利用，受有機物負荷沖擊影響小。

而C/N比對AO工藝COD的去除有一定的影響。通過(guò)辛凌污水廠(chǎng)數據來(lái)看，C/N比大于10后，隨著(zhù)C/N比增大，COD去除率有小幅度地降低，有機物負荷對系統產(chǎn)生了沖擊。

2、進(jìn)水C/N比對兩種工藝脫氮的影響

A/O工藝隨C/N比增大，TN去除率幾乎成線(xiàn)性下降，有機物濃度對硝化過(guò)程產(chǎn)生率嚴重影響。

這是因為硝化細菌是自養型細菌，有機物濃度不是它的生長(cháng)限制因素，有機物濃度過(guò)高會(huì )使增殖速度快的異養型細菌迅速繁殖，優(yōu)先利用了水中的氧，自養型細菌得不到優(yōu)勢，活性受到抑制，影響了硝化反應的進(jìn)行。

而在A(yíng)AO工藝中，有實(shí)驗數據表明，當進(jìn)水C/N比從5增加到9時(shí)，TN去除率穩步上升，C/N比為8.9時(shí)，TN去除率高達83.2%，然而當C/N比從9增加到14時(shí)，TN的去除率不升反降。

在某一區間增長(cháng)，TN去除率也隨之穩步上升，但當C/N比增長(cháng)至某一數值，且TN去除率達到最高后，TN的去除率隨C/N比增長(cháng)而下降。

主要原因與AO工藝相同，C/N比增加導致自養菌在系統中的數量越來(lái)越少，硝化效率降低，從而總氮去除率降低。有資料顯示，在沒(méi)有儲存內碳源的情況下，實(shí)現完全反硝化的最小理論C/N比為2.86，但實(shí)際所需值遠遠大于此數。

3、進(jìn)水C/N比對兩種工藝除磷的影響

C/N比對AAO工藝除磷效果影響較大，實(shí)驗數據表明，當進(jìn)水C/N比從5增加到9時(shí)，TP去除率逐步增加。

這主要是因為進(jìn)水C/N比低時(shí)進(jìn)水碳源不足，而回流污泥中含有大量硝酸鹽，硝酸鹽消耗了大量COD，從而導致厭氧區放磷不充分，系統除磷率降低。

而當進(jìn)水C/N比從9增加到14時(shí)，總磷的去除率下降，尤其是C/N比大于11時(shí)總磷去除率幾乎成線(xiàn)性下降。

這是因為在相對較高的有機負荷時(shí)，進(jìn)水中的有機物并不能在厭氧段被聚磷菌完全利用，而剩余的過(guò)量有機物會(huì )促進(jìn)聚磷菌的生長(cháng)，從而導致活性污泥中聚磷菌所占比例降低，影響除磷效果。

進(jìn)水C/N比對AO工藝除磷效果的影響不大，主要是因為AO工藝對磷的去除僅僅是通過(guò)微生物的同化作用，而C/N比對同化作用影響不大。

04

進(jìn)水C/P比對AAO、AO脫氮除磷的影響

1、進(jìn)水C/P比對兩種工藝COD去除的影響

實(shí)驗數據表明，AO工藝對COD的去除率隨C/P比變化的規律性不強，無(wú)明顯相關(guān)性，可見(jiàn)C/P比不是影響AO工藝有機物去除效果的主要因素。

而對于A(yíng)AO工藝來(lái)說(shuō)，無(wú)論進(jìn)水C/P比如何變化，其對COD的去除率都高于85%。

相關(guān)研究指出，高于79%的COD在厭氧區被消耗，用于合成細胞內部?jì)Υ嫖颬HA，而在缺氧區6%-11%的COD用于細胞生長(cháng)和反硝化消耗，在好氧區幾乎沒(méi)有出現COD的消耗，因為細胞死亡后，細胞壁等難降解物質(zhì)又進(jìn)入混合液中，使COD增大。

2、進(jìn)水C/P比對兩種工藝脫氮的影響

C/P比對AO工藝脫氮效果的影響無(wú)明顯規律，TN去除率上下波動(dòng)幅度比較大。這可能是由于除C/P比之外的其他因素對AO工藝脫氮的影響勝于C/P比。

C/P比對AAO工藝脫氮效果影響不明顯，盡管C/P比變化幅度較大，但TN去除率卻相對穩定。

這主要是因為一般污水C/P比比較高，過(guò)量的COD進(jìn)入缺氧區會(huì )抑制磷的吸收，而在缺氧區C/N比總是高于實(shí)際需求的最小值，反硝化菌會(huì )利用過(guò)量的外碳源迅速進(jìn)行反硝化，不影響TN的去除。

3、進(jìn)水C/P比對兩種工藝除磷的影響

在A(yíng)AO工藝中，當C/P比低于80時(shí)，磷的去除率上下波動(dòng)明顯。當C/P比高于80時(shí)，磷的去除率穩定在85%以上，出水磷濃度小于0.5mg/L，系統對磷的去除率基本不再受其他因素影響，說(shuō)明在A(yíng)AO系統中進(jìn)水C/P比高于80時(shí)，就可以實(shí)現穩定高效的出水水質(zhì)。

這是由于高C/P比時(shí)，進(jìn)水提供的碳源高于厭氧區釋放磷所需的碳源量，因此磷的去除率較高。當C/P較低時(shí)，受COD的限制，聚磷菌吸磷能力下降，導致除磷效率低。

對于A(yíng)O工藝來(lái)說(shuō)，C/P比對其除磷效果的影響無(wú)明顯規律，這說(shuō)明C/P比對微生物同化作用的影響不大。