内容发布更新时间 : 2024/4/27 5:43:17星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

AB工艺简介

更新时间：08-4-17 14:26

AB工艺即生物吸附氧化法(Adsorption Biodegradation，简称AB 工艺)，其中A段为生物吸附段，B段为生物氧化段。AB法工艺由德国B0HUKE教授首先开发。该工艺将曝气池分为高低负荷两段，各有独立的沉淀和污泥回流系统。高负荷段A段停留时间约20-40分钟，以生物絮凝吸附作用为主，同时发生不完会氧化反应，生物主要为短世代的细菌群落，去除BOD达50%以上。B段与常规活性污泥相似，负荷较低，泥龄较长。AB工艺在实际工程中经受住了考验并且在国外越来越受到重视，并成为20世纪80年代以来发展最快的城市污水处理工艺。近年来，国内有关单位也对AB法进行了研究，并取得了一些成果，实践证明该工艺是近代污水处理技术中的一项新发展。

AB法的工艺流程如图：

AB法与传统的活性污泥法相比，在处理效率、运行稳定性、工程投资和运行费用等方面均有明显的优点。AB工艺在国外已经有较成熟的经验，但我国的污水特性和水质环境与国外明显不同，既使在国内，各地的情况也相差较大，因此有必要深入研究AB工艺，开发出适合不同污水水质和不同处理要求的AB工艺和设计参数，使这种高效低能耗、建厂投资小的污水处理方法在我国的污水处理事业中充分发挥作用。自上世纪80年代起，国内逐步开始将“AB法”应用到城市污水处理和工业废水处理工程中，已建成相当数量的AB法工艺的城市污水处理厂，成效显著，取得了十分可观的社会效益和环境效益。

AB法工艺的主要特征

更新时间：08-4-17 14:29

1 A段在很高的负荷下运行，其负荷率通常为普通活性污泥法的50~100倍，污水停留时间只有30~40min，污泥龄仅为0.3~0.5d。污泥龄较高，真核生物无法生存，只有某些世代短的原核细菌才能适应生存并得以生长繁殖，A段对水质、水量、PH值和有毒物质的冲击负荷有极好的缓冲作用。A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高。

2 B段可在很低的负荷下运行，负荷范围一般为<0.15kgBOD/(kgMLSS.d)水力停留时间为2~5h，污泥龄较长，且一般为15~20d。在B段曝气池中生长的微生物除菌胶团微生物外，有相当数量的高级真核微生物，这些微生物世代期比较长，并适宜在有机物含量比较低的情况下生存和繁殖。

3 A段与B段各自拥有独立的污泥回流系统，相互隔离，保证了各自独立的生物反应过程和不同的微生物生态反应系统，人为地设定了A和B的明确分工。

4 开放式系统，AB工艺中不设初沉池，从而使污水中的微生物在A段得到充分利用，并连续不断的更新，使A段形成一个开放性的、不断由原污水中生物补充的生物动态系统。

5 微生物的生物相及其，A段内微生物活性强、世代期短、具有很强的吸附能力。当A段以兼氧的方式运行时，由于供氧较低，高活性微生物为了满足自身代谢能量的要求，被迫对在好氧条件下不易分解的有机物进行初步分解，起

到大分子断链的作用，使其转化为较小分子的易降解有机物，从而在后续的B段好氧曝气中易于被去除。B段主要是世代期长的真核微生物，能够保证出水水质。

A级工艺的运行机理

更新时间：08-4-17 14:53

1.A级对BOD、COD和SS的去除

实际上AB工艺是由城市排水管网和污水处理厂构成的处理系统。城市居民连续不断地排泄细菌，其中约5-10%的细菌能在好氧/兼性厌氧条件下存活和增殖。在排水管网中发生细菌的增殖、适应和选择等生物学过程，使原污水中出现生命力旺盛、能适应原污水环境的微生物群落。因此，城市污水实质上是污染物和微生物群体的共存体。在AB工艺的A级中充分利用了原污水中存在的生物动力学潜力。污水处理试验中观测到的现象表明，A级对BOD和COD的去除不是以细菌的快速增殖降解作用为主，而是以细菌的絮凝吸附作用为主。静态试验表明原污水中存在大量已适应原污水的微生物，这些微生物具有自发絮凝性。当它们进入A级曝气池后，在A级内原有菌胶团的诱导促进下很快絮凝在一起，絮凝物结构与菌胶团类似，絮凝的同时絮凝物与原有的菌胶团结合在一起，成为A级污泥的组成部分，并具有较强的吸附能力和极好的沉降性能。被絮凝的微生物量与A级污泥浓度有关，污泥浓度低于1g/L时，絮凝效果差。与絮凝吸附发生的同时，微生物出现程度有限的增殖，这种增殖可能与A级污泥的促絮凝作用(或物质)的产生有关。根据泰安市污水处理试验，进水中以SS形式表达的微生物量按150mg/L计，A级出水微生物量为70mg/L。那么A级中由进水微生物形成的污泥浓度Xi可按下式计算:

Xi=Q△SQc /V

式中:Q——进水流量； Qc ——A级的泥龄；

△S——A级截留的微生物量； V——A级曝气池体积。

将各项数据代入上式:

Xi=4L/h×80mg/L×10h/2L =1600mg/L。

A级的实际污泥浓度为2000mg/L，也就是说A级污泥中进水微生物占80%左右，仅20%左右由增殖作用产生。因此，A级中絮凝去除占A级BOD去除的65%左右，吸附和增殖导致的去除约占35%。增殖作用去除的BOD基本上是溶解性BOD。

2.A级对难降解物质的去除

当进水是城市生活污水与工业废水的混合水或只是工业废水时，污水中往往含有许多难降解物质，比如多环芳香族的化合物、卤代烃。若完全用好氧方法处理，不仅消耗大量氧气，而且BOD去除往往达不到所要求的指标。当进水中难降解物质含量高时，A级实行缺氧运行，在这种情况下，A级中的一部分微生物能通过厌氧消化和不完全氧化等方式把BOD 5 检测不出、COD可以检测出的难降解有机物转化成BOD 5 易检出的易降解有机物，这种转化在好氧条件下往往难以实现。

3.A级的抗冲击负荷能力

A级中的微生物群体对有机污染物和毒物的冲击负荷有显著的缓冲能力，冲击负荷停止后A级能很快地恢复正常，因此A级的存在使进水水质的变化、污染物和有毒物质的冲击负荷不影响后续工艺的稳定运转。

AB工艺与氮、磷去除

更新时间：08-4-17 15:00

由于水体富营养化和水资源短缺问题日益严重；许多污水必须经过除磷脱氮处理，然后排入水体或回用。如果用其它工艺取代AB工艺的B级，可以使AB工艺具有深度处理效果。

(1)具有脱氮功能的AB工艺

在这类工艺中，B级由好氧工艺变成前置反硝化工艺(例如缺氧/好氧工艺)。

A级对氮和有机物的去除比常规机械处理高许多倍，明显改善了B级的硝化条件，使B级污泥中硝化菌比例明显提高，硝化速率随之大幅度提高，曝气区体积可以相应降低。对反硝化来说，可以通过改变A级的污泥负荷和运行方式调节A级的去除率，使反硝化所需的BOD 5 /TN比值(3左右)得到最优调节。试验结果表明B级污泥中，反硝化菌比例比常规生物脱氮系统的污泥高，反硝化率高2~3倍，例如，ARAkrefeld污水处理厂的B级污泥在无外加碳源的情况下反硝化速率为6.3mgNO 3 -N/gMLSS?h。由于具脱氮功能的AB工艺硝化和反硝化速率高，工艺总体积比常规生物脱氮工艺节省20%左右。

(2)具有除磷功能的AB工艺

由于污泥含磷量较高，排泥量大，A级能去除进水总磷的20~50%。如果把B级换成厌氧/好氧(A/O)除磷工艺，工艺终沉出水的磷浓度将很低(0.5mg/L以下)。也可以在B级中增设化学法除磷。前者的投资费用比普通活性污泥法低10%左右，后者则高5~20%。前者的运行费用比普通活性污泥法低10~20%，后者则高10%以上。

AB法工艺的优缺点

更新时间：08-4-17 15:03

1 AB 工艺的优点：

<1> 对有机底物去除效率高。

<2> 系统运行稳定。主要表现在：出水水质波动小，有极强的耐冲击负荷能力，有良好的污泥沉降性能。

<3> 有较好的脱氮除磷效果。

<4> 节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证明，AB法工艺较传统的一段法工艺节省运行费用20%~25%。

2 AB工艺的缺点：

<1> A段在运行中如果控制不好，很容易产生臭气，影响附近的环境卫生，这主要是由于A段在超高有机负荷下工作，使A段曝气池运行于厌氧工况下，导致产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。

<2> 当对除磷脱氮要求很高时，A段不宜按AB法的原来去处有机物的分配比去除BOD55%~60%，因为这样B段曝气池的进水含碳有机物含量的碳/氮比偏低，不能有效的脱氮。

<3> 污泥产率高，A段产生的污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量的80%左右，且剩余污泥中的有机物含量高，这给污泥的最终稳定化处置带来了较大压力。

AB工艺新技术

更新时间：08-4-17 15:10

传统的AB工艺运行时部分氨氮、磷和COD一起被A段快速生长的微生物通过吸附作用带入A段剩余污泥中，进入B段的废水中COD含量少、氨氮约10～30mg/L，另外A段污泥经消化处理后产生具有较高氨氮含量的浓缩液(一般为0.5～1.5kgN/L)，总体上BOD5/TN很难达到反硝化对碳源的需求水平而成为AB工艺在脱氮过程中遇到的障碍。因此，传统AB工艺在脱氮除磷时必须采取控制A段的COD去除率，或在反硝化段添加碳源并增加B段硝化运行级数和控制硝化液回流量等烦琐措施才能实现达标排放。

现结合传统的AB工艺运行方式对新近发现的亚硝酸盐型硝化和ANAMMOX工艺加以改进，在减少能源(外加碳源和氧气)消耗的同时产生了甲烷，减少了占地面积，提高了废水处理系统的脱氮除磷效率。

改进设想

将现有的AB工艺进行改进，利用SHARON或OLAND过程与氨氮厌氧氧化的ANAMMOX联合实现脱氮，这种工艺在减少基建投资和运行成本的同时还能保证稳定、高效的脱氮除磷效果 。

AB工艺改进的研究

更新时间：08-4-17 15:17

氨氮和亚硝酸盐量的合理搭配

ANAMMOX中所需的氨氮和亚硝酸盐的最佳比例是脱氮的关键，实验表明，ANAMMOX污泥可以有效地从污泥消化出水中去除氨氮和亚硝酸盐(见表1)，但在实际工程中受温度、碱度、溶解氧等环境条件影响时如何控制亚硝酸盐硝化段的氨氮转化率是实现完全脱氮的关键。

pH值的有效调控

亚硝酸盐硝化段的最佳pH值为7.4～8.3，在氨氮氧化为亚硝酸盐的过程中每氧化1mol的氨氮可产生2mg/L的氢离子使出水pH值降低。如果50%的氨氮被转化为亚硝酸盐，则对于大多数污泥厌氧消化出水中以碳酸氢盐形式存在的碱度足以弥补酸的产生，不需要添加额外的碱。因此，如何在最佳pH值内提高氨氮的转化率是研究的关键。

表1 SHARON和ANAMMOX相结合去除氮的实验结果mg/L 项目 NH4+ NO2- NO3- N2O N2 可行性

SHARON—ANAMMOX 进水 出水/进水 584 267 227 ＜1 ＜1 ＜1 ＜1 64 4 ＜1 出水 29 1.4 83 ＜1 476

A段产生的污泥含有大量有机物(吸附的BOD)、氨氮和磷，经厌氧消化处理后有机物以甲烷的形式回收利用，厌氧释放的含氨氮、磷上清液在进入亚硝酸盐硝化反应器前经过一道化学除磷过程之后进入亚硝酸盐硝化段。自养型氨厌氧氧化菌具有相对较低的氨氮亲和力，因此在处理氨氮浓度＞500g/m3的高温废水时出水中还会剩余一定量的氨氮，这为

-氨氮与亚硝酸盐以1∶1进入ANAMMOX段提供了非常好的条件。ANAMMOX中自养型氨厌氧氧化菌以NO2为电子受

--体、氨氮为电子供体、CO2或HCO3为碳源，最终将NO2和氨氮转化为氮气。这一过程无论在理论和实践上都是可行的。

改进工艺的优点

改进后的AB工艺除具有传统AB工艺的特点外，还增加了以下优点：

① 整个过程需要更少的供氧量(理论上减少了62.5%)；

② 不需要外加碳源(BOD)，从根本上解决了现有的污水处理厂普遍因碳源不足而脱氮除磷效率低的问题；

③ 污泥消化性能好，A段吸附的COD经污泥消化转化为甲烷(0.5kg甲烷/kgCOD)，并且由于ANAMMOX微生物世代期长而从总体上减少了剩余污泥产量；

④ 通过A段吸附的有机物在污泥厌氧消化中提供短链脂肪酸强化了污泥释磷的效果，结合后续的化学除磷过程使废水中磷的去除更彻底；

⑤ ANAMMOX段氮的转化率可达到0.25kgN/(kgSS?d)，是传统活性污泥反硝化速率［0.012kgTN/(kgSS?d)］的20倍，大大提高了脱氮效率；

⑥ 由于负荷高，水力停留时间短，节省了占地面积和基建投资并实现了污水与污泥消化渗滤液一同高效处理，是城市污水处理厂未来处理工艺发展的新方向。

某公司综合污水处理及中水回用工程