运用AOA思维模式推动SBR工艺的深度脱氮

运用AOA思维模式推动SBR工艺的深度脱氮

在当前污水处理行业，排放标准日趋严格，不少污水厂执行接近地表水Ⅵ类水质的标准。这一“准Ⅵ类”标准不是规范术语，核心难点是总氮指标无法稳定达到Ⅵ类水质，但是对出水总氮浓度有明确的要求，例如：滇池流域，总氮≤5(8)mg/L;太湖流域，总氮≤10(12)mg/L;巢湖流域，总氮≤10(12)mg/L;深圳市《水质净化厂出水水质规范》（DB4403T/64-2020）,总氮≤8(10)mg/L等等。

在这一背景下，AOA（Anaerobic-Anoxic-Oxic）工艺因其极限脱氮潜力受到广泛关注。尤其在现有AAO工艺基础上进行改造的思路已成为热门方向。然而，在众多工艺路线中，改造难度最低、适应性最强的或许是序批式反应器（SBR）工艺。目前该工艺的改造潜力未得到设计院充分推荐，可能与其实体改动少、投资成本较低有关。

1.为何SBR更适合进行AOA化改造？

SBR工艺本身具有时序控制的灵活性，其典型运行周期包括进水、反应、沉淀和排水四个阶段。其中“反应”阶段可通过调控实现厌氧、缺氧和好氧的组合。传统运行方式模拟AAO思路，设置1–2小时厌氧、2–4小时缺氧和5–8小时好氧等。

若以AOA思维模式重构SBR运行策略，则可实现更深度脱氮，总氮去除率更高。运营模式如下：

（1）. 进水阶段：

污水与活性污泥混合，形成厌氧环境。微生物吸附有机物并转化为内碳源，该过程以过滤后BOD降至20–30 mg/L为完成标志。此阶段氨氮浓度最高，硝态氮浓度最低。

（2）. 反应阶段：

首先进行曝气（好氧），以氨氮降至目标值（如1 mg/L）为结束信号，此阶段硝态氮升至最高；接着停止曝气、维持搅拌状态，进入缺氧状态，利用内碳源进行反硝化，直至总氮达到预定目标（如5 mg/L）。

（3）. 沉淀阶段：

停止搅拌，实现泥水分离。1小时沉淀时间里，反硝化依然在进行着。

（4）. 排水阶段：

按设定比例排出上清液。1.5小时的排水时间里，反硝化依然可以进行。

二、AOA模式与常规SBR运行区别

1.充水比调整：

传统以脱氮为目的的充水比为0.15–0.3，依靠池内的硝化液与进水碳源进行反硝化脱氮，理论上总氮最大去除率为70-85%。而在AOA模式下，理论总氮最大去除率100%。

反应结束时的总氮已达到预期，排水可占有效容积的70%（取决于污泥沉降性能），从而提高每个周期的污水处理能力。

2.反应顺序变化：

由AAO顺序转为AOA顺序，即进水后直接进入好氧—缺氧序列，强化了硝化—反硝化效率。

3.总磷去除的挑战：

在AOA的长时间缺氧段（可能超过6小时）中，聚磷菌可能再次释磷，造成出水总磷升高。如何控制释磷成为运行难点，后续需要化学除磷辅助。

4.操作复杂度提高：

因进水浓度波动，每一周期的曝气时间需动态调整，高度依赖在线仪表的实时反馈与精准控制。

总结来看，采用传统AAO思维模式运行SBR，实际总氮去除率最高约为70-75%；而运用AOA思维模式，则有望将去除率提升至85%以上；