AO与AAO工艺的性能对比!

AO法与AAO虽然该方法属于生物污水处理方法，但两者的比较研究很少报道。本文对济阳县污水处理厂工艺改进前后的水质进行了比较分析，为城市污水处理厂工艺的选择提供了一定的依据。

一、AO、AAO去除性能对比分析

1、COD去除性能比较

去除污水处理过程中有机物的能力是表示工艺效率的主要指标之一，COD污水中有机物含量的大小直接反映出来。

通过数据处理数据处理进出水COD浓度、COD去除率、差异显著性测试结果表明：两种工艺进水COD出水无明显差异COD、去除率差异明显，AAO工艺对COD去除明显好于AO工艺。

原因在于AO在工艺中，缺氧段的反硝化反应可以消耗污水中的部分有机物，但大部分有机物通过好氧降解去除，济阳县污水处理厂一期工程AO工艺好氧段水力停留时间短，曝气池体积小，曝气量不足，有机物去除效果差。

而AAO在厌氧段，大多数有机物被聚磷菌转化为厌氧段PHB储存在细胞中，部分有机物通过反硝化反应去除缺氧段，废水进入好氧段，COD浓度基本接近排放标准，好氧段进一步降解。

研究表明，AAO工艺厌氧段的COD去除率可达80%以上，而缺氧段平均去除率低于10%。

2.脱氮性能比较

近年来，随着环境水质富营养化程度的加剧和污水排放标准的不断提高，找到有效的脱氮工艺已成为污水处理厂设计中的重要问题之一。AAO工艺和AO该工艺具有生物脱氮功能，两种工艺的脱氮原理相同，均为反硝化脱氮。

通过对两种工艺进出水TN浓度、TN去除率、差异显著实验结果表明：两种工艺进水TN出水无明显差异TN、去除率差异明显，AAO工艺对TN去除明显好于AO工艺。

在反硝化脱氮过程中，硝氮是出水总氮的主要物质，缺氧段硝氮的去除率可高于90%。研究指出，缺氧区出水硝酸盐浓度为1mg/L～2mg/L，限度地提高TN去除率可以充分利用COD提高缺氧区的反硝化能力。好氧混合物含有大量的硝氮，通过内循环回流到缺氧区，在缺氧区反硝化。

济阳县污水处理厂AO工艺缺氧段HRT太短，仅为1.8h，少于AAO工艺的3.46h，而且内回流比小于50%~AAO工艺的150%~250%导致脱氮功能低于AAO。并且AO工艺脱氮效果不如AAO工艺稳定，受外度、C/N比等)影响大。

3.对比除磷性能

水中磷含量过高也会导致大量微生物繁殖，浮游生物生长旺盛，营养丰富。反硝化除磷技术的出现是传统生物除磷理论的突破，不仅可以解决传统工艺中的矛盾，而且有利于污水的可持续处理。

通过对两种工艺进出水TP浓度、TP去除率、差异显著实验结果表明：两种工艺进水TP出水无明显差异TP、去除率差异明显，AAO工艺对TP去除明显好于AO工艺。

原因是济阳县污水处理厂一期工程AO该工艺没有设置厌氧释放磷段，在生物除磷过程中，聚磷菌只能在厌氧段充分释放磷，以确保缺氧段和好氧段具有良好的磷吸收效果。该工艺仅通过微生物同化去除磷。

而AAO除磷过程主要由聚磷细菌完成。一般来说，聚磷细菌在缺氧段和好氧段的磷摄入量大于厌氧段释放的磷。研究表明，AAO平均吸磷量与平均放磷量的比例为1.缺氧段的吸磷量高于好氧段。

4.去除性能比较总结

综上所述，去除有机物、氮和磷AAO工艺要明显好于AO由于工艺，特别是除磷，AO该工艺无厌氧段，只能通过微生物的同化去除少量磷，因此不要选择该工艺或增加化学除磷。

二、温度对AO、AAO脱氮除磷的影响

温度对两种工艺COD去除的影响

温度对AAO工艺COD即使温度低于5摄氏度，COD去除率也可达85%以上，说明温度对聚磷菌转化有机物影响不大。

而AO工艺对COD随着温度的升高，5-15摄氏度之间往往会降低，然后再次升高。这可能是因为当气候在温度和温度之间交替时，系统中的菌群数量和结构会发生变化，系统中的优势种群会逐渐从喜欢一个温度的菌群演变为喜欢另一个温度的菌群，从而影响有机物的处理能力。

2.温度对两种工艺脱氮的影响

随着温度的升高，温度对两种工艺脱氮的影响更为明显，TN去除率显著提高。AO当温度高于15摄氏度时，TN去除率几乎呈线性增长。

一方面，温度升高有利于活性污泥微生物的生长繁殖，提高同化氮的效率；另一方面，温度升高也增强了系统中硝化菌和反硝化菌的代谢活力，提高了系统的反硝化能力。

一般认为硝化细菌适宜的生长温度为25-30摄氏度。当温度低于15摄氏度时，硝化速度显著降低，硝化细菌的活性也显著降低。当温度低于5摄氏度时，硝化细菌的生命活动几乎停止。

值得一提的是，有时即使在低温下(低于5度)，两个系统也会TN去除率不低于40%，说明两个系统主要依靠活性污泥中微生物的同化来去除氮气。

3.温度对两种工艺除磷的影响

从实际情况来看，温度升高AAO磷的去除率相应提高，特别是温度高于20℃后，TP去除率趋于稳定。

这是因为生物除磷的关键是依靠聚磷菌的除磷活性，而温度的升高有利于增加聚磷菌的活性，提高磷的去除率。

而AO随着温度的变化，磷的去除不规律，也没有明显的相关性。这是因为AO该工艺无厌氧段，无聚磷菌存活条件。磷的去除仅取决于微生物的同化，因此温度对微生物的同化影响不大。

三、进水C/N比对AO、AAO脱氮除磷的影响

1、进水C/N比较两个过程COD去除的影响

对于AAO无论过程如何C/N比值如何，COD去除率基本稳定。

有资料显示，大部分COD聚磷菌在厌氧区被合成储存在细胞中PHA，平均利用率在75%-85%之间，约10%COD进入缺氧区，几乎没有剩余的易生物降解有机物进入好氧区，因此该工艺可以充分利用进水碳源，受有机物负荷影响较小。

而C/N比对AO工艺COD去除有一定的影响。根据济阳县污水处理厂数据，C/N比例大于10后，随之而来C/N比增大，COD去除率略有降低，有机物负荷对系统产生影响。

2、进水C/N比较两种工艺脱氮的影响

A/O工艺随C/N比增大，TN去除率几乎呈线性下降，有机物浓度严重影响硝化过程。

这是因为硝化细菌是自养细菌，有机物浓度不是其生长限制因素。有机物浓度过高会使生长速度快的异养细菌迅速繁殖，自养细菌无优势，活性抑制，影响硝化反应。

而在AAO工艺中，有实验数据表明，当进水C/N比从5增加到9时，TN去除率稳步上升，C/N比为8.9时，TN去除率高达83.2%，然而当C/N从9到14，TN去除率不升反降。

在一定范围内增长，TN去除率也稳步上升，但当C/N比增长至某一数值，且TN去除率达到后，TN的去除率随C/N比增长而下降。

主要原因与AO工艺相同，C/N随着比例的增加，系统中自养菌的数量越来越少，硝化效率降低，总氮去除率降低。数据显示，完全反硝化的小理论是在不储存碳源的情况下实现C/N比为2.但实际需求远远大于此数。

3、进水C/N比较两种工艺除磷的影响

C/N比对AAO工艺除磷效果影响较大，实验数据显示，进水时C/N比从5增加到9时，TP去除率逐渐增加。

这主要是因为进水C/N低进水碳源不足，回流污泥含有大量硝酸盐，消耗大量硝酸盐COD，导致厌氧区磷释放不足，降低系统除磷率。

而当进水C/N总磷的去除率从9增加到14，特别是C/N总磷去除率几乎成线性下降，大于11点。

这是因为在相对较高的有机负荷下，聚磷菌不能充分利用进水中的有机物，剩余的过量有机物会促进聚磷菌的生长，导致活性污泥中聚磷菌的比例降低，影响除磷效果。

进水C/N比对AO工艺除磷效果影响不大，主要是因为AO磷的去除只是通过微生物的同化，C/N对比同化影响不大。

四、进水C/P比对AO、AAO脱氮除磷的影响

1、进水C/P比较两个过程COD去除的影响

实验数据显示，AO工艺对COD的去除率随C/P与变化相比，规律性不强，相关性不明显，可见C/P比不是影响AO工艺有机物去除效果的主要因素。

而对于AAO工艺方面，无论进水C/P比如何变化，其对COD去除率高于85%。

相关研究指出，79%以上的研究指出COD在厌氧区消耗合成细胞内储存物PHA，缺氧区6%-11%COD用于细胞生长和反硝化消耗，在好氧区几乎没有COD消耗，因为细胞死亡后，细胞壁等难降解物质进入混合物，使COD增大。

2、进水C/P比较两种工艺脱氮的影响

C/P比对AO工艺脱氮效果的影响没有明显规律，TN去除率上下波动幅度比较大。这可能是由于除C/P与其他因素相比AO工艺脱氮的影响胜于C/P比。

C/P比对AAO虽然工艺脱氮效果影响不明显，但C/P比变化大，但是TN但除率相对稳定。

这主要是因为一般污水C/P比较高，过量COD进入缺氧区会抑制磷的吸收，而在缺氧区C/N反硝化是高于实际需求的小值。反硝化菌会利用过量的外碳源快速反硝化，不影响TN的去除。

3、进水C/P比较两种工艺除磷的影响

在AAO工艺中，当C/P当比小于80时，磷的去除率波动明显。C/P磷去除率稳定在85%以上，出水磷浓度小于0.5mg/L，该系统对磷的去除率基本上不受其他因素的影响AAO系统中进水C/P出水水质稳定，高于80。

这是由于高C/P进水提供的碳源高于厌氧区释放磷所需的碳源，因此磷的去除率较高。C/P较低时，受COD聚磷菌吸磷能力下降，导致除磷效率低。

对于AO工艺来说，C/P与其除磷效果的影响相比，没有明显的规律C/P对微生物同化的影响不大。

来源：环保工程师

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