A/A/O 微曝氧化溝工藝是在A/A/O 工藝和氧化溝工藝基礎(chǔ)上，通過改變供氧方式和水力推流方式而開發(fā)出來的，該工藝采用厭氧/缺氧/好氧布局，增設(shè)厭氧選擇區(qū)和好氧區(qū)為氧化溝池型，采用表曝設(shè)備供氧與水下推流器協(xié)助推流。A/A/O 微曝氧化溝具有出水水質(zhì)好、除磷脫氮效率高、抗沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)、能耗省、污泥易穩(wěn)定、便于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)。但是，在實(shí)際的運(yùn)行過程中，A/A/O 微曝氧化溝存在的一些問題，諸如污泥絮體結(jié)構(gòu)松散，容易產(chǎn)生污泥膨脹或污泥解體，給運(yùn)行管理帶來諸多困難。另外，降解菌和硝化細(xì)菌容易流失，在曝氣池中難以富集，使得系統(tǒng)COD 的去除和脫氮不是處于最佳的工作狀態(tài)。
該文以 A/A/O 反應(yīng)器作為磁性生物反應(yīng)器，在不改變現(xiàn)有的污水 處理廠構(gòu)筑物的基礎(chǔ)上，通過加入磁性懸浮液，人工強(qiáng)化菌膠團(tuán)的磁性，增強(qiáng)微生物活性，提高微生物降解有機(jī)物的能力；通過磁場(chǎng)作用，強(qiáng)化泥水分離效率，提高污水處理效果。
1 試驗(yàn)材料與方法
1.1 試驗(yàn)裝置與用水
本試驗(yàn)采用試驗(yàn)裝置為A/A/O 微曝氧化溝反應(yīng)器，詳見圖1。反應(yīng)器構(gòu)造材質(zhì)為有機(jī)玻璃，設(shè)計(jì)處理水量為3 m?/d。各段的水力停留時(shí)間為：厭氧池約1.5 h，缺氧池約3.8 h，微曝氧化溝約7.8 h，沉淀池水力停留時(shí)間為4.2 h。混合液回流比為150 %，污泥回流比為80 %。各段溶解氧的濃度分別為厭氧池0.2 mg/L、缺氧池0.2~0.7 mg/L、微曝氧化溝在2 mg/L 左右。
為保證進(jìn)水各項(xiàng)污染指標(biāo)穩(wěn)定，試驗(yàn)用水為人工配制模擬生活污水。原料為蔗糖、硝酸銨、磷酸氫二鉀以及微生物生長需要的Cu 鹽、Fe 鹽、Zn 鹽等。試驗(yàn)不同階段調(diào)節(jié)不同配比，以實(shí)現(xiàn)進(jìn)水不同碳氮比，具體水質(zhì)見表1。
1.2 實(shí)驗(yàn)方法
本研究分兩組運(yùn)行，以構(gòu)成對(duì)照實(shí)驗(yàn)組。具體操作如下：在A/A/O 微曝氧化溝中注入COD 濃度為250 mg/L 模擬生活廢水，調(diào)節(jié)MLSS 值為1000 mg/L，開始階段沉淀池不對(duì)外排泥，當(dāng)MLSS 值2000 mg/L 左右(運(yùn)行16 d)，開始加入濃度為1000 mg/L的磁粉懸浮液(主要成分Fe3O4，400 目)。從23 天開始，改變模擬生活污水的進(jìn)水水質(zhì)，連續(xù)運(yùn)行。
2 結(jié)果與分析
連續(xù)運(yùn)行 16 d 后，組1 和組2 的運(yùn)行情況良好，兩組對(duì)各污染物處理效果差距不大(見圖2、圖3)：COD 的去除率均在90 %左右；NH4-N 的去除率均在99 %左右；TN 的去除率都接近60%。
當(dāng)反應(yīng)器內(nèi) MLSS 達(dá)到2000 mL/L 左右時(shí)，向組1 中厭氧池、缺氧池和微曝氧化溝三個(gè)池體當(dāng)中加入濃度為1000 mg/L 的磁粉懸浮液，其它運(yùn)行條件不變，組2 運(yùn)行條件不變。
從圖 4 可以看出組1 加進(jìn)磁粉后的COD 去除率和NH4-N，TN 的去除率相差不大，COD 去除率都在90 %以上，NH4-N 去除率都在99 %以上，TN 的去除率都在60 %左右，原因是A/A/O 微曝氧化溝工藝對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)條件的生活污水是具有良好的降解能力的，各污水指標(biāo)都在該工藝設(shè)計(jì)參數(shù)范圍內(nèi)，所以都具有較高的去除率。
從 23 天開始，改變反應(yīng)器的進(jìn)水水質(zhì)，進(jìn)水COD 濃度從250mg/L 提高到500 mg/L，NH4-N 從20 mg/L 提高到25 mg/L，TN從20 mg/L 提高到35 mg/L。改變水質(zhì)后運(yùn)行情況見圖5、圖6。
改變水質(zhì)后，從26 天開始，組1 和組2 開始對(duì)外排泥。組1的剩余污泥經(jīng)磁粉分離器分離后，磁粉回用到厭氧池。由圖5、圖6 可看出，磁性細(xì)菌的降解、磁粉的吸附及磁分離作用共同實(shí)現(xiàn)了去除率的提高。雖然隨著進(jìn)水濃度增大，兩組實(shí)驗(yàn)COD 的去除率都出現(xiàn)了下降，但是通過比較可以看出組1 的降解能力更強(qiáng)。組1 的COD 去除率可達(dá)到90 %以上，相比于組2，處理能力提高了30 %。這可能是因?yàn)橥都哟欧凼蛊浔砻娴娜┗霉矁r(jià)鍵和廢水中的膠體、懸浮物、蛋白質(zhì)、脂肪、磷酸鹽等結(jié)合在一起[6]，形成磁性顆粒物，強(qiáng)化微生物活性，提高微生物降解有機(jī)物的能力[8]。
兩組實(shí)驗(yàn)對(duì) NH4-N 的去除效果良好，去除率都在99 %以上，原因是這個(gè)濃度水平的NH4-N 在該實(shí)驗(yàn)條件下都在設(shè)計(jì)降解范圍內(nèi)。但是對(duì)于TN 的降解可以看出達(dá)到穩(wěn)定運(yùn)行后組1 的TN 去除率可以達(dá)到70 %以上，比組2 的去除能力提升了16 %。繁殖世代長的細(xì)菌，如硝化反硝化細(xì)菌以磁粉為載體，附著生長不易流失而逐步富集，增加了該類菌的比例，從而提高了N 的去除效率。具體參見http://wlmqsb.com更多相關(guān)技術(shù)文檔。
磁粉的離子極性和金屬特性，作為絮體的核體，大大地強(qiáng)化了對(duì)水中懸浮污染物的絮凝結(jié)合能力，減少絮凝劑用量。磁化后活性污泥絮體結(jié)構(gòu)緊密，沉陣分離效果好。運(yùn)行穩(wěn)定后，組1 出水COD<50 mg/L，NH4-N<0.2 mg/L，TN<10 mg/L，出水水質(zhì)優(yōu)于國家一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。
3 結(jié)論
在A/A/O微曝氧化溝反應(yīng)器中投加磁性懸浮液，增加了污泥活性和微生物的磁化率，加強(qiáng)了對(duì)COD、NH4-N和TN的降解能力，提高了反應(yīng)器污水凈化效果和抗沖擊負(fù)荷能力。本工藝改造費(fèi)用少，操作簡單，適用于小型污水處理廠。
