AB工艺在城市污水处理中的应用
AB法是吸附生物降解法(Adsorption Bio- degradation)的简称，作为一种高效而稳定的废水二段生物处理工艺，自80 年代初开始在实际工程中得到应用以来，受到国内外研究者和技术人员的普遍重视，并成为废水处理领域中发展较快的水处理工艺[1,2]。目前国内已有较多污水厂采用该工艺，并且运行状况良好。某污水处理厂是我国南方较大的一座城市污水处理厂，其一期工程采用AB 工艺，本文将着重介绍该工程的主要设计参数以及运行情况，以期为污水处理厂的新建、扩建和改建提供参考。
1 工程概况
该污水处理厂占地面积39 公倾，服务面积为66.5 平方公里，服务人口120 万，设计总污水处理能力为75 万吨/ 日。其中一期工程设计规模为22 万吨/ 日，水处理工艺采用生物吸附活性污泥法即AB 工艺。由于该工程于1991 年立项，1995 年5 月开工，1999 年底建成通水，因此其出水水质执行GB8978－88《污水综合排放标准》。设计进、出水水质指标如表1 所示。
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2 工艺流程
由于受气候的影响，该工程的进水水量、水质波动较大：枯水期水量少，污染物浓度高；丰水期水量大，进水污染物浓度偏低，所以设计时考虑了A、B 两级串联和并联两种运行方案。当进水水质达到设计值时，A、B 两级串联运行，即按AB 工艺运行；当进水BOD 较低（BOD5为40～70 mg/L）时，为了充分利用构筑物的潜力，A、B 两级并联运行，A 级按快速活性污泥法运行，B 级按传统活性污泥法运行，该运行方式设计最大处理量为33 万吨/ 日。其工艺流程图如图1 所示。
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3 主要构筑物及设计参数
3.1 厂内提升泵站
厂内提升泵站包括：进水前池、格栅间、泵站、高低压配电室。总抽升能力44 万吨/ 日；装有粗、细格栅各两台，粗格栅栅隙30mm, 细格栅栅隙10 mm，配有四台提升泵，单台提升能力6000m3/h，扬程为17.0 m，单台功率380 KW。
3.2 沉砂池
平流式曝气沉砂池，平面尺寸37.3m×20.8m，内有4 条沉砂槽，处理量44 万吨/ 日（其中22 万吨/ 日污水，22 万吨/ 日雨水）。安装有刮砂机两台，砂水分离器两台，离心式鼓风机两台，穿孔散流曝气器（φ400）80 个。鼓风机每台风量2700 m3/h，污水停留时间5.2 min，水平流速0.08 m/s。
3.3 A 级生物处理系统
A 级生物处理系统由A 级曝气池、回流泵房、A 级平流式沉淀池合建而成。分为两座，每座曝气池1 个，回流泵房1 座，沉淀池4 个，处理能力为11 万吨/ 日。曝气池平面尺寸51.1m×13.5m，深6m，采用微孔曝气；沉淀池平面尺寸57.525m×51.1m，出水采用先进的潜水穿孔出流技术；每个污泥回流系统分别设有3 台污泥回流泵：水泵流量2200 m3/h，扬程2m，功率25KW。主要工艺设计参数：BOD 负荷1～2kgBOD/（kgMLSS·d），曝气池停留时间0.6h，DO 0.5～1.0mg/L，MLSS2000～3000 mg/L，回流比50～70％，沉淀池停留时间1.8 h，沉淀池表面负荷1.9m3/（m2·h）。
3.4 B 级生物处理系统
与A 级生物处理系统相似，B 级生物处理系统也是由B 级曝气池、回流泵房、B 级平流式沉淀池合建而成。分为两座，每座曝气池1 个，回流泵房1 座，沉淀池6 个（每池设有1 台刮吸泥机），处理能力为11 万吨/ 日。每座曝气池平面尺寸74.655m×68.90m，深6m，采用微孔曝气；B 级沉淀池尺寸73m×69.5m，出水也采用潜水穿孔出流技术；每个污泥回流系统分别设有3 台污泥回流泵：水泵流量3000m3/h，扬程2 m，功率40KW。主要工艺设计参数：BOD 负荷0.15～0.3kgBOD/（kgMLSS·d），曝气池停留时间4h，DO 1～2mg/L，MLSS2000～3000 mg/L，回流比50～100％，沉淀池停留时间3 h，沉淀池表面负荷0.94 m3/（m2·h）。
3.5 鼓风机房
主要是为两级生物处理系统提供生化反应所需的氧气。配有静电除尘器2 台，离心式鼓风机4 台。鼓风机单机风量8320～18500m3/h，风压6.63 水柱，功率400KW。
3.6 污泥浓缩池
采用中心进水，周边出水幅流式浓缩池，对A、B 两级生物处理系统的物剩余污泥进行重力浓缩。共设2 座，直径25m，停留时间15.5 h。
3.7 污泥脱水机房
设置三台离心脱水机，单机处理能力45 m3/h 污泥（含水率为97％），功率为90KW。脱水后干污泥的含水率约75％～80％。
4 运行情况
该污水厂自1999 年年底投产运行至今，运行状况良好，COD、BOD 、NH3- N、TN、TP 的去除率一般可分别达到80％、88％、88％、35％、50％以上，出水各项指标均能达到设计标准。图2～图6 为2004 年4 月至2005 年2 月的COD、BOD 、NH3-N、TN、TP 的月平均进出水含量以及平均去除率。
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由以上各图可知该厂的进水水质受季节影响较大，夏季丰水期污染物含量低，冬季枯水期污染物含量都有所升高。COD 和BOD 表现尤为明显，夏季COD 月平均浓度只有110～120mg/L ，降雨时甚至低于60 mg/L，冬季COD 月平均浓度则可达到240mg/L 左右,最大值可达到360 mg/L 以上。BOD 随着COD 的变化而变化，全年BOD/COD 值在0.58-0.74 之间。可见污水具有良好的可生化性，非常适合生物处理。6 月至11 月受用水量和降雨的影响，NH3- N 平均浓度只有15～18 mg/L，而TN 略高于NH3-N 一般在20 mg/L 左右。12 月到次年的2 月在南方是最冷的时候，用水量相对较少而且降雨也少，此时NH3- N 和TN 浓度均可达到30 mg/L。TP 受季节变化影响较小，月平均浓度在1.6-1.8 mg/L 之间，最高可达到2.5 mg/L 左右。尽管进水水质受季节和降雨的影响较大，但除NH3- N 去除率受气温影响而变化较大外，各污染物的去除率均能保持在比较稳定的范围内。其根本原因在于AB 工艺的A 段属于超高负荷活性污泥系统，具有很强的耐冲击能力，可以保护B 段生物处理系统免遭破坏，进而使整个处理系统可以稳定高效地运行。由监测数据表明，该厂的出水水质均可达到城填污水综合排放标准（GB18918－2002）一级B 标准，在夏季污染物浓度较低且气温较高的情况下甚至可以达到一级A 标准。
5 存在的问题及改进意见
该污水处理厂的运行结果表明：采用AB 工艺处理较低浓度的城市污水时，COD、BOD、NH3-N 均可以取得较高的去除率，出水的氮磷含量也基本上可以满足防止水体富营养化的要求，但是当水中污染物浓度较高时该工艺不具备深度脱氮除磷功能的缺点就突显出来。目前，随着经济的发展以及人民生活水平的提高，城市污水中氮磷的含量也越来越高，同时国家对水体富营养化问题也日益重视，这必然要求城市污水处理厂具备深度除磷脱氮功能。因此有必要采取相应的措施对该工艺的B 段进行改造，如加入A/O工艺或A2/O工艺或辅以物化处理措施等，强化脱氮除磷功能，才能有效地防止水体的富营养化，实现污水处理厂的可持续发展。
AB 工艺的另一个突出的弱点就是产泥量大。随着污水有机物浓度的提高以及处理量的增大，大量未经稳定处理的污泥由于没有安全出路，已经成为污水处理厂的严重负担，影响了污水处理厂的正常运行。没有经过恰当处理处置的污泥进入环境后，直接给水体和大气带来二次污染，对生态环境和人类活动构成了严重的威胁，从而使已经建成的污水处理厂不能充分发挥其消除环境污染的作用，因此积极寻求污泥的综合处理、处置方法实现污泥的稳定化、减量化以及资源化，才能保证污水厂正常安全生产和真正实现环境保护的需要。
6 结语
AB 工艺作为一种稳定高效的二段生物处理技术，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的明显不同，即使有国内，各地的情况也相差较大，因此在应用时应根据各污水厂的具体情况对工艺作适当的改进，以提高出水水质，满足污水排放标准的要求。
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