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摘要A2/O工藝因其是目前最简单的同步脱氮除磷活性污泥法而得到广泛的应用，国内大部分已建或在建的大型污水处理厂都应用该工艺，然而我国南方已建的城市污水处理厂普遍存在进水浓度低的特点，因此，研究低浓度进水条件下A2/O工艺处理效果及运行稳定性具有重要现实意义。大沙地污水处理厂采用的是改良型的A2/O工艺，本文以大沙地污水处理厂的实际运行数据和现场研究为基础，分析低浓度城市污水对改良型A2/O工艺运行的影响，并提出相关的控制措施。分析表明，长期低浓度进水造成的低负荷运行是导致生物除磷效率下降的主要原因，除磷效率受进水浓度变化的影响明显。为了改善低负荷运行对脱氮除磷处理系统的影响，可以通过调节反应池的容积、控制好氧区的曝气等手段，使处理系统负荷控制在适合的范围内。
关键词低浓度城市污水 改良型A2/O工艺 低负荷
Abstract: The Dashadi sewage treatment plant is A2/O process improved, on the basis of the big sandy sewage treatment plant operation data and field research, this paper analyzes the effects of low concentration of city sewage on the operation of the improved type A2/O process, and puts forward the control measures. Analysis shows that the long-term low concentration, low load operation is caused by the decline in biological phosphorus removal, phosphorus removal efficiency was obviously affected by the influent concentration change. In order to improve the low load operation effect on nitrogen and phosphorus removal system, through the aerobic zone of aeration volume, adjusting the reaction pool means of control, the processing load control system in a suitable range.
Key words: low concentration of city sewage; improved A2/O process; low load
中图分类号:[TU992.3]文献标识码：A文章编号：
1 前言
A2/O工艺是指厌氧、缺氧、好氧脱氮除磷活性污泥法，该工艺在国内的发展已有20年，因其工艺简单，具有同步脱氮除磷的功能，得到较快的发展和广泛的应用。但该工艺也存在一些矛盾，如硝化菌、反硝化菌和聚磷菌对有机负荷的需求不同、自养菌与异养菌的泥龄不同、反硝化和释磷存在碳源竞争、除磷效果不稳定、难于同时达到较好的脱氮除磷效果等，阻碍着工艺效果的提高。为此，各国的处理专家都有针对性地对该工艺进行了大量优化和改良的研究，改良型的A2/O工艺就是其中一种。
A2/O工艺的设计与运行参数主要针对的是普通的城市污水水质，COD大多在300mg/L左右，然而，由于我国南方城市存在着进水水质浓度低的显著特点，在工艺的应用上不同于其他地区，进水水质直接决定了工艺的可行性和运行效果。南方城市人均生活用水量大、雨水多、合流制的排水系统、地下水渗入管道，都是造成南方城市污水浓度低的原因[1]。另外，由于管网建设滞后导致管网纳污范围未达到设计值，使到进入污水厂的污水水量和污水水质浓度远低于设计值。污水厂在试运行阶段甚至投入生产正常运行后的较长时期内都处于低负荷运行状态。因此，研究低浓度进水条件下A2/O工艺处理效果及运行稳定性具有重要现实意义。
2污水生物脱氮除磷理论
2.1 传统生物脱氮理论
生物脱氮包括硝化和反硝化两个过程。
硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐氮的过程，在好氧条件下进行，以氧作为电子受体，包括两个基本的反应步骤:①氨氧化，将氨氮转化为亚硝酸盐氮，主要的氨氧化细菌是Nitrosomonas。②亚硝酸盐氧化，将亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮，主要的亚硝酸盐氧化细菌是Nitrobacter。氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌统称硝化菌，都是化能自养菌，即不需要有机物作为碳源，而是利用无机碳作为碳源，通过氨氧化、亚硝酸盐氧化获得能量，合成新细胞。由于硝化菌是自养菌，有机物浓度并不是它的生长限制因素，故在硝化过程中有机物浓度不宜过高。硝化菌具有世代时间长、生长速率低的特点，氨氧化菌的产率大于亚硝酸盐氧化菌的产率，因而氨氮降解中合成的氨氧化菌较多。为了使硝化菌能在系统中生存下来，污泥龄必须大于其最小世代时间，一般运行中污泥龄至少为硝化菌最小世代时间的2倍以上。硝化反应产酸，耐pH低于7.0时硝化反应受抑制，因此必须保证反应器内的碱度。
反硝化反应是将硝化反应中产生的硝酸盐或者亚硝酸盐还原为N2的过程。反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物，反硝化菌不能像硝化菌好氧呼吸那样释放出更多的ATP，相应合成的细胞物质也少得多。反硝化菌以有机碳源(主要包括碳水化合物、有机酸类和醇类，甚至还有烷烃类、苯酸盐类和其他苯衍生物)作为电子供体，利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸。影响反硝化过程的因素有碳源、温度、pH值、溶解氧等。一般BOD5/TN大于(3-5)时认为无需外加碳源；反硝化的适宜温度为20-40℃，低于15℃时反硝化速率降低，低于5℃时反硝化速率极低；反硝化的适宜PH值为6.5-7.5；溶解氧抑制硝酸盐还原酶的合成，或充当电子受体，从而阻碍了硝酸盐氮的还原，缺氧段DO宜控制在0.5mg/L以下。
2.2 传统生物除磷理论
传统的生物除磷理论是利用聚磷菌PAO(属于不动杆菌属、气单胞菌属和假单胞菌属等)的过量吸磷原理。超过其生理需求过量吸收的磷在胞内以聚磷酸盐的形式储存，当聚磷菌随剩余污泥排出系统时，污水中的磷得以去除。
生物除磷过程通常包括厌氧释磷和好氧吸磷两个过程。厌氧代谢模式：厌氧时，聚磷菌分解胞内的聚磷酸盐产生ATP，同时糖原转化为丙酮酸产生还原辅酶NADH2维持氧化还原平衡，聚磷菌以ATP为能量将短链有机物(主要是挥发性脂肪酸VFA)吸收至胞内，以聚β-羟基丁酸(PHB)形式储存为内碳源。好氧代谢模式：聚磷菌的内碳源PHB进行氧化，产生乙酰辅酶A进入三羧酸循环，产生的ATP一部分用于细胞生长，另一部分用于吸收污水中的磷进入胞内合成聚磷酸盐，也用于糖原的合成。好氧时吸收的磷超过厌氧时释放的磷，从而达到除磷的目的。
3 改良型A2/O工艺的特点
3.1 传统A2/O的原理
A2/O工藝即厌氧-缺氧-好氧系统，其原理是：污水与来自二沉池的回流污泥在厌氧池混合，厌氧池内聚磷菌释磷和吸收有机物，缺氧池发生反硝化，好氧池进行硝化、聚磷菌过量吸磷及进一步去除污水中的COD。好氧池的混合液循环(内循环)至缺氧池，回流比一般为100~200%，二沉池底部的污泥回流(外循环)至厌氧池以保证系统中的污泥浓度，回流比一般为50%~100%。厌氧池、缺氧池的水力停留时间一般为1-2h，好氧池的水力停留时间一般为4-8h。A2/O工艺适合于污水碳源较为充足的情况，通常TKN/COD<0.08或BOD/TKN>4。
3.2 传统A2/O工艺的优点和缺点
传统A2/O工艺的优点：（1）为保证厌氧池有充足的COD而取消初沉池，工艺较简单；（2）总停留时间短；（3）污泥龄长，系统产生的剩余污泥量较常规生物处理少；（4）厌氧、缺氧、好氧的交替环境可抑制丝状菌膨胀；（5）易于将常规活性污泥法污水处理工艺改建成A2/O工艺。
传统A2/O工艺的缺点：（1）硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在同一个污泥系统中生存，存在着有机负荷、泥龄以及碳源需求上的矛盾和竞争，很难同时获得氮、磷的高效去除。厌氧环境下反硝化和释磷均需要碳源，一般而言，要达到同时去除氮、磷的目的，城市污水中碳氮比(COD/N)至少为4.5[2]。硝化菌的世代时间长、增殖慢，较好的硝化效果是脱氮的前提，因此需要较长的污泥龄来保证硝化菌的生长，而较长的污泥龄必然使得聚磷菌不能及时排除系统，除磷率低，并且对世代时间短的反硝化菌、聚磷菌的活性有影响。(2) 回流污泥中的硝酸盐破坏厌氧环境，干扰厌氧池的释磷效果；（3）脱氮除磷效果很难进一步提升。由于内循环的存在，系统中的部分污泥只经历了好氧—缺氧环境，没有经历厌氧—好氧环境，影响除磷效果；要达到较好的脱氮效果，往往需要较高的内回流比，电耗高。
3.3 改良型A2/O工艺特点
相对于传统A2/O工艺而言，改良型A2/O工艺的改良之处在于：
（1）改良型A2/O工艺是为了解决硝酸盐进入厌氧池对释磷造成干扰的问题而设计的。该工艺在污泥回流中增加一个缺氧池，则在厌氧池前增加一个缺氧池，来自二沉池的回流污泥和10%左右（其余90%左右的进水直接进入厌氧池）的进水进入该池进行污泥反硝化，去除回流污泥携带的硝酸盐。
（2）采用分点进水，10%的进水流入预缺氧池，90%的进水直接进入厌氧池，进水分配比例可通过阀门开启度调节，既可以在预缺氧池脱除回流污泥中的硝酸氮，又要保证厌氧池有足够的碳源供聚磷菌释。
4 改良A2/O工艺处理低浓度城市污水的效果
4.1 大沙地污水处理厂工艺简介
大沙地污水处理厂的改良A2/O工艺如图1所示，一期规模为20万吨/日，分2组反应池，每组规模10万吨/日，设计进水、出水指标如表1所示。
图1改良型A2/O工艺流程图
Fig.1 Flow chart of modified A2/O process
表1 大沙地污水处理厂进水、出水设计指标
Tab.1Design influent and effluent quality
4.2 工艺启动和调试运行
2008年11月、12月系统处于启动调试阶段，2009年1月开始进入试运行阶段，因进水水量和浓度较低，1月至6月只运行一组反应池，7月开始两组反应池同时运行。启动调试阶段出水各项指标的平均值均符合设计标准，个别天数出现总磷和SS超标。调试期间由于进水浓度和水量都相对比较低，总磷和总氮去除率都较低，个别天数出现出水总氮高于进水的情况，出水总磷出现连续多天超标的情况。这是由于进水水量少、浓度低，导致污泥增长较慢，菌种增殖受影响。
4.3 污染物去除效果
4.3.1 COD去除效果
在调试运行阶段，2008年12月的COD去除率已到达68%，BOD去除率达92%，平均出水COD为27mg/L，但有个别天数COD数值波动较大。2009年1月至6月，COD去除率由71%上升至91%，每月出水COD平均值在30mg/L以下。去除率呈现每月递增的趋势，这与每月进水的COD递增有关。进水COD由1月的91mg/L递增到6月的209mg/L，而出水的COD稳定在30mg/L以下，所以去除率每月递增。
2009年7月份开始由于进水水量的增加，而进水浓度却大大降低了，7月至12月平均进水COD值分别为65mg/L、64 mg/L、61 mg/L、93 mg/L、95 mg/L、125 mg/L，去除率维持在75%左右。进水中BOD5/COD为0.5，污水可生化性良好。
图2 COD去除效果
Fig.2 COD removal in modified A2/O system
4.3.2 脱氮效果
氨氮的去除效果如图3，平均去除率见表2；总氮去除效果如图4，平均去除率见表4-2。氨氮的去除率没有受到进水浓度低的影响，去除率比较高，比较稳定，一直在90%左右波动。总氮去除率由08年12月的19%一直上升至09年6月的40%，但7月份开始由于进水浓度的下降，去除率由6月的40%下降到12月的24%。由此可见，总氮的去除效果受到进水浓度的影响较大，09年上半年进水浓度逐渐增加，总氮去除率也逐渐增加，说明系统硝化反应效果良好，反硝化效果也相对增加。09年下半年进水浓度下降较快，总氮去除效果随即下降，说明进水浓度的减少影响了反硝化反应的效果。
理论上BOD/TKN=2.86时可发生完全反硝化，该厂进水BOD5/T-N=1.3~3.8，而COD/T-N=3~7，进水中的碳源明显较少，不足以维持良好的反硝化效果。
图3 氨氮去除效果
Fig.3 NH3-N removal in modified A2/O system
图4 总氮去除效果
Fig.4 T-N removal in modified A2/O system
表2 2008年11月至2009年12月氨氮、总氮平均去除率
4.3.3 除磷效果
进水的COD/T-N由08年12月的4.5上升至09年6月的7.4，磷的去除效果见图5，磷的去除率由08年12月的38%上升至09年6月的71%，可见随着进水浓度的增加、COD/T-N的增加，磷的去除效率也逐渐增加。这主要是因为进水C/N比低时进水碳源不足，而回流污泥中含有大量硝酸盐，硝酸盐消耗了大部分进水COD,从而导致厌氧区放磷不充分，系统除磷效率低，而随着进水碳源的增加，总磷去除率逐步增加。
图5 磷去除效果
Fig.5 T-P removal in modified A2/O system
4.4 低负荷运行对除磷效果的影响
由于进水浓度长期较低，远达不到设计的进水标准，系统长期处于低负荷运行状态，F/M不到0.1，根据有关研究指出[3]，长期低负荷运行是导致生物除磷效率下降的主要原因，低负荷运行导致的好氧延时曝气使细胞内的储存物质（PHB、糖原、聚磷）含量下降，最终导致生物除磷能力丧失。当处理系统负荷过低时，可以通过调节处理系统的反应容积，来保证生物除磷脱氮所需的正常负荷[3]。大沙地污水处理厂一期系统就是在长期低进水负荷期间，通过关闭两组平行运行的生化反应池中的一组反应池达到提高负荷的目的，经试验实践表明，该方法能够明显提高处理系统的进水负荷，从而使总磷去除率得到明显提高。
5 结论
长期低浓度进水对改良A2/O工艺运行主要是脱氮除磷效果的影响，对有机物的去除效果影响不大。低浓度进水导致系统低负荷运行，脱氮除磷效率很难提升，长期低负荷运行是导致生物除磷效率下降的主要原因。反硝化效果差导致总氮去除效率低，而反硝化效果差也会导致除磷效果变差，回流污泥中的硝酸盐浓度升高会使到预缺氧池中脱氮效果变差，硝酸盐进入进入厌氧段后干扰聚磷菌释磷。可以通过调节处理系统的反应容积来提高系统负荷，从而帮助提高除磷效率。
6 参考文献
[l]丘静，李家龙.倒置式A2/O工艺在南方城市污水处理厂的运用.广西城镇建设，2008,6:73-76.
[2]Marsili S.，Libelli G，Bortone. Anoxic phosphate uptake in the Dephanox process.Water science and Technology, 1999，40(4-5):177-185.
[3] 毕学军，张波，高廷耀.低负荷运行对城市污水生物除磷的影响.上海环境科学，2002年，第21卷，第2期：93-96.
[4] 王晓莲，彭永臻.A2/O法污水生物脱氮除磷处理技术与应用.科学出版社，2009
[5] 樊杰.改良型A2/O工艺处理低浓度城市污水的特征及控制研究:博士论文.
关键词低浓度城市污水 改良型A2/O工艺 低负荷
Abstract: The Dashadi sewage treatment plant is A2/O process improved, on the basis of the big sandy sewage treatment plant operation data and field research, this paper analyzes the effects of low concentration of city sewage on the operation of the improved type A2/O process, and puts forward the control measures. Analysis shows that the long-term low concentration, low load operation is caused by the decline in biological phosphorus removal, phosphorus removal efficiency was obviously affected by the influent concentration change. In order to improve the low load operation effect on nitrogen and phosphorus removal system, through the aerobic zone of aeration volume, adjusting the reaction pool means of control, the processing load control system in a suitable range.
Key words: low concentration of city sewage; improved A2/O process; low load
中图分类号:[TU992.3]文献标识码：A文章编号：
1 前言
A2/O工艺是指厌氧、缺氧、好氧脱氮除磷活性污泥法，该工艺在国内的发展已有20年，因其工艺简单，具有同步脱氮除磷的功能，得到较快的发展和广泛的应用。但该工艺也存在一些矛盾，如硝化菌、反硝化菌和聚磷菌对有机负荷的需求不同、自养菌与异养菌的泥龄不同、反硝化和释磷存在碳源竞争、除磷效果不稳定、难于同时达到较好的脱氮除磷效果等，阻碍着工艺效果的提高。为此，各国的处理专家都有针对性地对该工艺进行了大量优化和改良的研究，改良型的A2/O工艺就是其中一种。
A2/O工艺的设计与运行参数主要针对的是普通的城市污水水质，COD大多在300mg/L左右，然而，由于我国南方城市存在着进水水质浓度低的显著特点，在工艺的应用上不同于其他地区，进水水质直接决定了工艺的可行性和运行效果。南方城市人均生活用水量大、雨水多、合流制的排水系统、地下水渗入管道，都是造成南方城市污水浓度低的原因[1]。另外，由于管网建设滞后导致管网纳污范围未达到设计值，使到进入污水厂的污水水量和污水水质浓度远低于设计值。污水厂在试运行阶段甚至投入生产正常运行后的较长时期内都处于低负荷运行状态。因此，研究低浓度进水条件下A2/O工艺处理效果及运行稳定性具有重要现实意义。
2污水生物脱氮除磷理论
2.1 传统生物脱氮理论
生物脱氮包括硝化和反硝化两个过程。
硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐氮的过程，在好氧条件下进行，以氧作为电子受体，包括两个基本的反应步骤:①氨氧化，将氨氮转化为亚硝酸盐氮，主要的氨氧化细菌是Nitrosomonas。②亚硝酸盐氧化，将亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮，主要的亚硝酸盐氧化细菌是Nitrobacter。氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌统称硝化菌，都是化能自养菌，即不需要有机物作为碳源，而是利用无机碳作为碳源，通过氨氧化、亚硝酸盐氧化获得能量，合成新细胞。由于硝化菌是自养菌，有机物浓度并不是它的生长限制因素，故在硝化过程中有机物浓度不宜过高。硝化菌具有世代时间长、生长速率低的特点，氨氧化菌的产率大于亚硝酸盐氧化菌的产率，因而氨氮降解中合成的氨氧化菌较多。为了使硝化菌能在系统中生存下来，污泥龄必须大于其最小世代时间，一般运行中污泥龄至少为硝化菌最小世代时间的2倍以上。硝化反应产酸，耐pH低于7.0时硝化反应受抑制，因此必须保证反应器内的碱度。
反硝化反应是将硝化反应中产生的硝酸盐或者亚硝酸盐还原为N2的过程。反硝化菌是一类化能异养兼性缺氧型微生物，反硝化菌不能像硝化菌好氧呼吸那样释放出更多的ATP，相应合成的细胞物质也少得多。反硝化菌以有机碳源(主要包括碳水化合物、有机酸类和醇类，甚至还有烷烃类、苯酸盐类和其他苯衍生物)作为电子供体，利用NO3-中的氧进行缺氧呼吸。影响反硝化过程的因素有碳源、温度、pH值、溶解氧等。一般BOD5/TN大于(3-5)时认为无需外加碳源；反硝化的适宜温度为20-40℃，低于15℃时反硝化速率降低，低于5℃时反硝化速率极低；反硝化的适宜PH值为6.5-7.5；溶解氧抑制硝酸盐还原酶的合成，或充当电子受体，从而阻碍了硝酸盐氮的还原，缺氧段DO宜控制在0.5mg/L以下。
2.2 传统生物除磷理论
传统的生物除磷理论是利用聚磷菌PAO(属于不动杆菌属、气单胞菌属和假单胞菌属等)的过量吸磷原理。超过其生理需求过量吸收的磷在胞内以聚磷酸盐的形式储存，当聚磷菌随剩余污泥排出系统时，污水中的磷得以去除。
生物除磷过程通常包括厌氧释磷和好氧吸磷两个过程。厌氧代谢模式：厌氧时，聚磷菌分解胞内的聚磷酸盐产生ATP，同时糖原转化为丙酮酸产生还原辅酶NADH2维持氧化还原平衡，聚磷菌以ATP为能量将短链有机物(主要是挥发性脂肪酸VFA)吸收至胞内，以聚β-羟基丁酸(PHB)形式储存为内碳源。好氧代谢模式：聚磷菌的内碳源PHB进行氧化，产生乙酰辅酶A进入三羧酸循环，产生的ATP一部分用于细胞生长，另一部分用于吸收污水中的磷进入胞内合成聚磷酸盐，也用于糖原的合成。好氧时吸收的磷超过厌氧时释放的磷，从而达到除磷的目的。
3 改良型A2/O工艺的特点
3.1 传统A2/O的原理
A2/O工藝即厌氧-缺氧-好氧系统，其原理是：污水与来自二沉池的回流污泥在厌氧池混合，厌氧池内聚磷菌释磷和吸收有机物，缺氧池发生反硝化，好氧池进行硝化、聚磷菌过量吸磷及进一步去除污水中的COD。好氧池的混合液循环(内循环)至缺氧池，回流比一般为100~200%，二沉池底部的污泥回流(外循环)至厌氧池以保证系统中的污泥浓度，回流比一般为50%~100%。厌氧池、缺氧池的水力停留时间一般为1-2h，好氧池的水力停留时间一般为4-8h。A2/O工艺适合于污水碳源较为充足的情况，通常TKN/COD<0.08或BOD/TKN>4。
3.2 传统A2/O工艺的优点和缺点
传统A2/O工艺的优点：（1）为保证厌氧池有充足的COD而取消初沉池，工艺较简单；（2）总停留时间短；（3）污泥龄长，系统产生的剩余污泥量较常规生物处理少；（4）厌氧、缺氧、好氧的交替环境可抑制丝状菌膨胀；（5）易于将常规活性污泥法污水处理工艺改建成A2/O工艺。
传统A2/O工艺的缺点：（1）硝化菌、反硝化菌和聚磷菌在同一个污泥系统中生存，存在着有机负荷、泥龄以及碳源需求上的矛盾和竞争，很难同时获得氮、磷的高效去除。厌氧环境下反硝化和释磷均需要碳源，一般而言，要达到同时去除氮、磷的目的，城市污水中碳氮比(COD/N)至少为4.5[2]。硝化菌的世代时间长、增殖慢，较好的硝化效果是脱氮的前提，因此需要较长的污泥龄来保证硝化菌的生长，而较长的污泥龄必然使得聚磷菌不能及时排除系统，除磷率低，并且对世代时间短的反硝化菌、聚磷菌的活性有影响。(2) 回流污泥中的硝酸盐破坏厌氧环境，干扰厌氧池的释磷效果；（3）脱氮除磷效果很难进一步提升。由于内循环的存在，系统中的部分污泥只经历了好氧—缺氧环境，没有经历厌氧—好氧环境，影响除磷效果；要达到较好的脱氮效果，往往需要较高的内回流比，电耗高。
3.3 改良型A2/O工艺特点
相对于传统A2/O工艺而言，改良型A2/O工艺的改良之处在于：
（1）改良型A2/O工艺是为了解决硝酸盐进入厌氧池对释磷造成干扰的问题而设计的。该工艺在污泥回流中增加一个缺氧池，则在厌氧池前增加一个缺氧池，来自二沉池的回流污泥和10%左右（其余90%左右的进水直接进入厌氧池）的进水进入该池进行污泥反硝化，去除回流污泥携带的硝酸盐。
（2）采用分点进水，10%的进水流入预缺氧池，90%的进水直接进入厌氧池，进水分配比例可通过阀门开启度调节，既可以在预缺氧池脱除回流污泥中的硝酸氮，又要保证厌氧池有足够的碳源供聚磷菌释。
4 改良A2/O工艺处理低浓度城市污水的效果
4.1 大沙地污水处理厂工艺简介
大沙地污水处理厂的改良A2/O工艺如图1所示，一期规模为20万吨/日，分2组反应池，每组规模10万吨/日，设计进水、出水指标如表1所示。
图1改良型A2/O工艺流程图
Fig.1 Flow chart of modified A2/O process
表1 大沙地污水处理厂进水、出水设计指标
Tab.1Design influent and effluent quality
4.2 工艺启动和调试运行
2008年11月、12月系统处于启动调试阶段，2009年1月开始进入试运行阶段，因进水水量和浓度较低，1月至6月只运行一组反应池，7月开始两组反应池同时运行。启动调试阶段出水各项指标的平均值均符合设计标准，个别天数出现总磷和SS超标。调试期间由于进水浓度和水量都相对比较低，总磷和总氮去除率都较低，个别天数出现出水总氮高于进水的情况，出水总磷出现连续多天超标的情况。这是由于进水水量少、浓度低，导致污泥增长较慢，菌种增殖受影响。
4.3 污染物去除效果
4.3.1 COD去除效果
在调试运行阶段，2008年12月的COD去除率已到达68%，BOD去除率达92%，平均出水COD为27mg/L，但有个别天数COD数值波动较大。2009年1月至6月，COD去除率由71%上升至91%，每月出水COD平均值在30mg/L以下。去除率呈现每月递增的趋势，这与每月进水的COD递增有关。进水COD由1月的91mg/L递增到6月的209mg/L，而出水的COD稳定在30mg/L以下，所以去除率每月递增。
2009年7月份开始由于进水水量的增加，而进水浓度却大大降低了，7月至12月平均进水COD值分别为65mg/L、64 mg/L、61 mg/L、93 mg/L、95 mg/L、125 mg/L，去除率维持在75%左右。进水中BOD5/COD为0.5，污水可生化性良好。
图2 COD去除效果
Fig.2 COD removal in modified A2/O system
4.3.2 脱氮效果
氨氮的去除效果如图3，平均去除率见表2；总氮去除效果如图4，平均去除率见表4-2。氨氮的去除率没有受到进水浓度低的影响，去除率比较高，比较稳定，一直在90%左右波动。总氮去除率由08年12月的19%一直上升至09年6月的40%，但7月份开始由于进水浓度的下降，去除率由6月的40%下降到12月的24%。由此可见，总氮的去除效果受到进水浓度的影响较大，09年上半年进水浓度逐渐增加，总氮去除率也逐渐增加，说明系统硝化反应效果良好，反硝化效果也相对增加。09年下半年进水浓度下降较快，总氮去除效果随即下降，说明进水浓度的减少影响了反硝化反应的效果。
理论上BOD/TKN=2.86时可发生完全反硝化，该厂进水BOD5/T-N=1.3~3.8，而COD/T-N=3~7，进水中的碳源明显较少，不足以维持良好的反硝化效果。
图3 氨氮去除效果
Fig.3 NH3-N removal in modified A2/O system
图4 总氮去除效果
Fig.4 T-N removal in modified A2/O system
表2 2008年11月至2009年12月氨氮、总氮平均去除率
4.3.3 除磷效果
进水的COD/T-N由08年12月的4.5上升至09年6月的7.4，磷的去除效果见图5，磷的去除率由08年12月的38%上升至09年6月的71%，可见随着进水浓度的增加、COD/T-N的增加，磷的去除效率也逐渐增加。这主要是因为进水C/N比低时进水碳源不足，而回流污泥中含有大量硝酸盐，硝酸盐消耗了大部分进水COD,从而导致厌氧区放磷不充分，系统除磷效率低，而随着进水碳源的增加，总磷去除率逐步增加。
图5 磷去除效果
Fig.5 T-P removal in modified A2/O system
4.4 低负荷运行对除磷效果的影响
由于进水浓度长期较低，远达不到设计的进水标准，系统长期处于低负荷运行状态，F/M不到0.1，根据有关研究指出[3]，长期低负荷运行是导致生物除磷效率下降的主要原因，低负荷运行导致的好氧延时曝气使细胞内的储存物质（PHB、糖原、聚磷）含量下降，最终导致生物除磷能力丧失。当处理系统负荷过低时，可以通过调节处理系统的反应容积，来保证生物除磷脱氮所需的正常负荷[3]。大沙地污水处理厂一期系统就是在长期低进水负荷期间，通过关闭两组平行运行的生化反应池中的一组反应池达到提高负荷的目的，经试验实践表明，该方法能够明显提高处理系统的进水负荷，从而使总磷去除率得到明显提高。
5 结论
长期低浓度进水对改良A2/O工艺运行主要是脱氮除磷效果的影响，对有机物的去除效果影响不大。低浓度进水导致系统低负荷运行，脱氮除磷效率很难提升，长期低负荷运行是导致生物除磷效率下降的主要原因。反硝化效果差导致总氮去除效率低，而反硝化效果差也会导致除磷效果变差，回流污泥中的硝酸盐浓度升高会使到预缺氧池中脱氮效果变差，硝酸盐进入进入厌氧段后干扰聚磷菌释磷。可以通过调节处理系统的反应容积来提高系统负荷，从而帮助提高除磷效率。
6 参考文献
[l]丘静，李家龙.倒置式A2/O工艺在南方城市污水处理厂的运用.广西城镇建设，2008,6:73-76.
[2]Marsili S.，Libelli G，Bortone. Anoxic phosphate uptake in the Dephanox process.Water science and Technology, 1999，40(4-5):177-185.
[3] 毕学军，张波，高廷耀.低负荷运行对城市污水生物除磷的影响.上海环境科学，2002年，第21卷，第2期：93-96.
[4] 王晓莲，彭永臻.A2/O法污水生物脱氮除磷处理技术与应用.科学出版社，2009
[5] 樊杰.改良型A2/O工艺处理低浓度城市污水的特征及控制研究:博士论文.