A-A-O生物脫氮除磷工藝是活性污泥工藝，在進行去除BOD、COD、SS的同時可生物脫氮除磷。在好氧段，硝化細菌將入流污水中的氨氮及由有機氮氨化成的氨氮，通過生物硝化作用，轉化成硝酸鹽。
在缺氧段，反硝化細菌將內回流帶入的硝酸鹽通過生物反硝化作用，轉化成氮氣逸入大氣中，從而達到脫氮的目的。
在厭氧段，聚磷菌釋放磷，并吸收低級脂肪酸等易降解的有機物；而在好氧段，聚磷菌超量吸收磷，并通過剩余污泥的排放，將磷去除。以上三類細菌均具有去除BOD5的作用，但BOD5的去除實際上以反硝化細菌為主。污水進入曝氣池以后，隨著聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解，BOD5濃度逐漸降低。在厭氧段，由于聚磷菌釋放磷，TP濃度逐漸升高，至缺氧段升至最高。在缺氧段，一般認為聚磷菌既不吸收磷，也不釋放磷，TP保持穩(wěn)定。在好氧段，由于聚磷菌的吸收，TP迅速降低。在厭氧段和缺氧段，NH3-N濃度穩(wěn)中有降，至好氧段，隨著硝化的進行，NH3-N逐漸降低。在缺氧段，由于內回流帶入大量NH3-N，NH3-N瞬間升高，但隨著反硝化的進行，NH3-N濃度迅速降低。在好氧段，隨著硝化的進行，NH3-N濃度逐漸升高。
A-A-O生物脫氮除磷的功能是有機物去除、脫氮、除磷三種功能的綜合，因而其工藝參數(shù)應同時滿足各種功能的要求。如能有效地脫氮或除磷，一般也能同時高效地去除BOD5。但除磷和脫氮往往是相互矛盾的，具體體現(xiàn)的某些參數(shù)上，使這些參數(shù)只能局限在某一狹窄的范圍內，這也是A-A-O系統(tǒng)工藝系統(tǒng)控制較復雜的主要原因。
1、F/M和SRT。完全生物硝化，是高效生物脫氮的前提。因而，F(xiàn)/M(污泥負荷)越低，SRT(污泥齡)越高。脫氮效率越高，而生物除磷則要求高F/M低SRT。A-A-O生物脫氮除磷是運行較靈活的一種工藝，可以以脫氮為重點，也可以以除磷為重點，當然也可以二者兼顧。如果既要求一定的脫氮效果，也要求一定的除磷效果，F(xiàn)/M一般應控制在0.1-0.18kgBOD5/(kgMLVSS·d)，SRT一般應控制在8-15d。
2、水力停留時間。水力停留時間與進水濃度、溫度等因素有關。厭氧段水力停留時間一般在1-2h范圍內，缺氧段水力停留時間1.5-2.0h，好氧段水力停留時間一般應在6h。
3、內回流與外回流。內回流比r一般在200-500%之間，具體取決于進水TKN濃度，以及所要求的脫氮效率。一般認為，300-500%時脫氮效率最佳。內回流比r與除磷關系不大，因而r的調節(jié)完全與反硝化工藝一致。
4、溶解氧(DO)。厭氧段DO應控制在0.2mg/L以下，缺氧段DO應控制在0.5mg/L以下，而好氧DO應控制在2-3mg/L之間。因生物除磷本身并不消耗氧，所以A-A-O脫氮除磷工藝曝氣系統(tǒng)的控制與生物反硝化系統(tǒng)一致。
5、BOD5/TKN與BOD5/TP。對于生物脫氮來說，BOD5/TKN至少應大于4.0，而生物除磷則要求BOD5/TP＞20。運行中應定期核算入流污水水質是否滿足BOD5/TKN＞4.0，BOD5/TP＞20。如果其中之一不滿足，則應投加有機物補充碳源。為了提高BOD5/TKN值，宜投加甲醇做補充碳源。為了提高BOD5/TP值，則宜投加乙酸等低級脂肪酸。
6、PH控制及堿度核算。A-A-O生物除磷脫氮系統(tǒng)中，污泥混合液的PH應控制在7.0之上；如果PH＜6.5，應外加石灰，補充堿度不足。
傳統(tǒng)活性污泥工藝的故障診斷及排除技術，一般均適用于A-A-O脫氮除磷系統(tǒng)。如果某處理廠控制水質目標為：BOD5≦25mg/L；SS≦25mg/L；NH3-N≦3mg/L；NH3-N≦7mg/L；TP≦2mg/L。則當實際水質偏離以上數(shù)值時，屬異常情況。
現(xiàn)象一：TP＜2mg/L，NH3-N＜2mg/L，NO3-N＞7mg/L。其原因及解決對策如下:
1、內回流比太小。增大內回流。
2、缺氧段DO太高。如果DO＞0.5mg/L，則首先檢查內回流比r是否太大。如果太大，則適當降低。另外，還應檢查缺氧段攪拌強度是否太大，形成渦流，產(chǎn)生空氣復氧。
現(xiàn)象二：TP＜2mg/L，NH3-N＞3mg/L，NO3-N＞5mg/L，BOD5＜25mg/L。其原因及解決對策如下:
1、好氧段DO不足。如果1.5＜DO＜2.0mg/L，則可能只滿足BOD5分解的需要，而不滿足硝化的需要，應增大供氣量，使DO處于2-3mg/L。
2、存在硝化抑制物質。檢查入流中工業(yè)廢水的成分，加強上游污染源管理。
現(xiàn)象三：TP＞2mg/L，NH3-N＜3mg/L，NO3-N＞5mg/L，BOD5＜25mg/L。其原因及解決對策如下:
1、入流BOD5不足。檢查BOD5/TKN是否大于4，BOD5/TP是否大于20，否則應采取增加入流BOD5的措施，如跨越初沉池或外加碳源。
2、外回流比太小，缺氧段DO太高。檢查缺氧段DO值，如果DO＞0.5mg/L，則應采取措施，見“現(xiàn)象一”。外回流比太大，把過量的NO3-N帶入了厭氧段，應適當降低回流比。
現(xiàn)象四：TP＞2mg/L，NH3-N＜3mg/L，NO3-N＜5mg/L，BOD5＜25mg/L。其原因及解決對策如下:
1、泥齡太長。可適當增大排泥，降低SRT。
2、厭氧段DO太高。如果DO＞0.2mg/L，則應尋找DO升高的原因并予以排除。首先檢查是否攪拌強度太大，造成空氣復氧，否則檢查回流污泥中是否有DO帶入。
3、入流BOD5不足。檢查BOD5/TP值。如果BOD5/TP＜20，則應外加碳源。
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