大气污染治理方法有哪些

大气污染治理方法有哪些A2O工艺的基本原理及流程

A2O是Anaerobic-Anoxic-Oxic的英文缩写，代表厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺。这一工艺是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。

基本原理

A2O工艺通过厌氧、缺氧、好氧三种不同的环境条件和种类微生物菌群的有机配合，实现同时去除有机物、脱氮除磷的功能。在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用转化成氮气逸入大气中，达到脱氮的目的；在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮及有机氮氨化成的氨氮转化成硝酸盐，同时聚磷菌超量吸收磷，并通过剩余污泥的排放将磷除去。 

工艺流程

1. 厌氧段：污水首先流入厌氧池，与厌氧菌接触，进行厌氧消化反应，释放出沼气同时，聚磷菌释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收。 

2. 缺氧段：经过厌氧处理后的污水进入缺氧池，进行反硝化脱氮处理。反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中带入的大量硝酸盐还原为氮气释放至空气。 

3. 好氧段：污水接着进入好氧池，通过曝气等措施维持水中溶解氧含量在适宜水平。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，有机氮被氨化继而被硝化，磷随着聚磷菌的过量摄取而以较快的速度下降。 

特点

1. A2O工艺能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能。 

2. 在同时脱氮除磷去除有机物的工艺中，A2O工艺流程相对简单，总的水力停留时间也少于同类其他工艺。 

3. 在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，避免了污泥膨胀的问题。 

4. 污泥中磷含量高，一般为2.5%以上，有利于磷的去除和回收。 

综上所述，A2O工艺通过厌氧、缺氧、好氧三种环境条件的有机配合和微生物菌群的作用，实现了高效去除有机物、脱氮除磷的目的。这一工艺在城市污水处理等领域得到了广泛应用。不足之处：

- 1、回答内容中提到“在厌氧段，聚磷菌释放磷，并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物”，但未明确说明这些有机物的具体作用及其对后续工艺的影响。

- 2、回答内容中提到“在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用转化成氮气逸入大气中”，但未详细解释内回流的作用及其对脱氮效果的影响。

- 3、回答内容中提到“在好氧段，有机物被微生物生化降解，有机氮被氨化继而被硝化”，但未具体说明氨化和硝化的过程及其对水质的影响。

- 4、回答内容中提到“A2O工艺能同时具有去除有机物、脱氮除磷的功能”，但未详细解释这三种功能之间的相互关系及其对整体处理效果的影响。

- 5、回答内容中提到“在厌氧-缺氧-好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖，避免了污泥膨胀的问题”，但未解释为什么这种交替运行可以防止污泥膨胀。

- 6、回答内容中提到“污泥中磷含量高，一般为2.5%以上，有利于磷的去除和回收”，但未详细说明磷的去除和回收的具体方法及其实际应用情况。

优化建议：

- 1、在解释厌氧段的过程中，补充说明低级脂肪酸等易降解有机物对聚磷菌释放磷的具体作用，以及这些有机物在后续工艺中的转化和利用。

- 2、在描述缺氧段时，详细解释内回流的作用，包括内回流比的选择、内回流对反硝化过程的影响，以及如何通过调节内回流比来优化脱氮效果。

- 3、在介绍好氧段时，具体说明氨化和硝化的过程，包括参与的主要微生物、反应条件、反应速率等，并解释这些过程对水质净化的具体贡献。

- 4、在总结A2O工艺的功能时，详细解释去除有机物、脱氮和除磷之间的相互关系，例如有机物的降解如何影响氮和磷的去除，以及如何通过调控工艺参数来实现三者的协同去除。

- 5、在讨论防止污泥膨胀的问题时，解释为什么厌氧-缺氧-好氧交替运行可以抑制丝状菌的繁殖，包括具体的微生物学机制和工艺操作要点。

- 6、在提到污泥中磷含量高时，详细说明磷的去除和回收的具体方法，例如化学沉淀法、生物吸附法等，并介绍这些方法在实际工程中的应用案例和效果。A2O是Anaerobic - Anoxic - Oxic的英文缩写，代表厌氧 - 缺氧 - 好氧生物脱氮除磷工艺，是传统活性污泥工艺、生物硝化及反硝化工艺和生物除磷工艺的综合。 

一、基本原理

1. 厌氧段

   - 在厌氧段，聚磷菌释放磷，同时吸收低级脂肪酸等易降解有机物。这些低级脂肪酸等有机物为聚磷菌提供能量，促使聚磷菌将体内的聚磷酸盐分解，释放出无机磷。这一过程使得污水中的磷浓度升高。而聚磷菌吸收这些有机物后，在后续好氧段会利用这些储存的能量超量吸收磷。对于后续工艺而言，这些被聚磷菌吸收的有机物在好氧段被分解利用，有助于维持好氧段微生物的代谢活动。 

2. 缺氧段

   - 内回流在A2O工艺的缺氧段起着关键作用。内回流比（一般用r表示）的选择影响着脱氮效果。内回流是将好氧段含有硝酸盐（\(NO_3^-\)）的混合液回流到缺氧段。内回流比通常根据进水水质、出水要求等因素确定，一般在200% - 400%左右。反硝化细菌利用污水中的有机物作为碳源，将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用转化成氮气逸入大气中。内回流带入的硝酸盐量足够时，能保证反硝化反应充分进行，提高脱氮效果。如果内回流比过小，会导致硝酸盐供应不足，脱氮不完全；而内回流比过大，会增加能耗和运行成本。 

3. 好氧段

   - 氨化过程：在好氧段，参与氨化过程的主要微生物是氨化细菌。氨化过程是有机氮转化为氨氮（\(NH_3 - N\)）的过程。在适宜的温度（一般为15 - 35℃）、pH（7 - 8左右）等反应条件下，氨化细菌将有机氮分解，释放出氨氮。氨化反应速率受到有机氮的种类和含量、微生物数量等因素影响。例如，蛋白质类的有机氮较易氨化。这个过程对水质净化的贡献在于将难降解的有机氮转化为较易被硝化细菌利用的氨氮形式。 

   - 硝化过程：硝化过程主要由硝化细菌完成，包括亚硝化细菌和硝化细菌。亚硝化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐氮（\(NO_2^- - N\)），硝化细菌再将亚硝酸盐氮进一步转化为硝酸盐氮（\(NO_3^- - N\)）。硝化过程需要充足的溶解氧（一般DO在2 - 3mg/L以上），适宜的温度（20 - 30℃最佳）和pH（7.5 - 8.5左右）。硝化反应速率相对较慢，尤其是在低温等不利条件下。硝化过程将氨氮转化为硝酸盐氮，降低了污水中的氨氮浓度，减少了氨氮对水体的毒性，是污水脱氮的重要环节。 

4. 功能间的相互关系

   - 有机物的降解对氮和磷的去除有着重要影响。有机物为反硝化细菌提供碳源，在缺氧段用于硝酸盐的还原，实现脱氮。同时，在厌氧段，有机物被聚磷菌吸收后，为其在好氧段超量吸磷储存能量。脱氮过程中，好氧段硝化作用产生的硝酸盐通过内回流进入缺氧段进行反硝化，这一过程与除磷过程相互关联。例如，如果硝化不完全，好氧段产生的硝酸盐少，内回流到厌氧段的硝酸盐也少，会改善厌氧段的厌氧环境，有利于聚磷菌放磷，除磷效果好，但脱氮效果不佳；反之，如果硝化完全，大量硝酸盐回流到厌氧段，会抑制聚磷菌放磷，除磷效果差，但脱氮效果好。通过调控工艺参数如内回流比、溶解氧、污泥龄等，可以实现有机物去除、脱氮和除磷的协同作用。例如，合适的内回流比既能保证反硝化所需的硝酸盐供应，又不会因硝酸盐过多进入厌氧段而影响除磷；适宜的溶解氧可以满足硝化细菌对氧的需求，同时避免过多的氧进入厌氧段和缺氧段。 

二、工艺流程

1. 厌氧段：污水首先流入厌氧池，与厌氧菌接触，进行厌氧消化反应，释放出沼气。聚磷菌在厌氧环境下释放磷，使污水中磷的浓度升高，溶解性有机物被微生物细胞吸收，同时部分有机氮因细胞合成被去除，污水中的氨氮浓度下降，而硝酸盐氮含量没有变化。 

2. 缺氧段：经过厌氧处理后的污水进入缺氧池，进行反硝化脱氮处理。反硝化菌利用污水中的有机物作为碳源，将回流混合液中带入的大量硝酸盐还原为氮气释放至空气，此过程中BOD浓度下降，硝酸盐氮浓度大幅度下降，而磷的变化很小。 

3. 好氧段：污水接着进入好氧池，通过曝气等措施维持水中溶解氧含量在适宜水平（如2mg/L左右）。在好氧池中，有机物被微生物生化降解，有机氮被氨化继而被硝化，氨氮浓度显著下降，但随着硝化过程硝酸盐氮的浓度增加，磷随着聚磷菌的过量摄取而以较快的速度下降。 

三、防止污泥膨胀的机制

在厌氧 - 缺氧 - 好氧交替运行下，丝状菌不会大量繁殖从而避免污泥膨胀。从微生物学机制来看，厌氧段有利于聚磷菌等微生物的生长，它们与丝状菌竞争营养物质。在缺氧段，反硝化细菌利用有机物进行反硝化，这也限制了丝状菌可利用的营养源。好氧段中，良好的曝气条件和微生物群落结构使得硝化细菌、聚磷菌等有益微生物占优势，丝状菌的生长受到抑制。在工艺操作要点方面，要严格控制各段的停留时间、溶解氧浓度、回流比等参数。例如，厌氧段要保证足够的厌氧环境，避免氧气进入；好氧段要提供充足的溶解氧以满足硝化细菌的需求。 

四、磷的去除和回收

1. 化学沉淀法

   - 在A2O工艺中，可以向污水中添加化学药剂，如石灰（\(Ca(OH)_2\)）或金属盐（如氯化铁\(FeCl_3\)）等。以氯化铁为例，当向污水中加入氯化铁时，铁离子（\(Fe^{3 + }\)）与污水中的磷酸根离子（\(PO_4^{3 - }\)）反应生成难溶性的磷酸铁（\(FePO_4\)）沉淀。反应式为\(Fe^{3+}+PO_4^{3-}\to FePO_4\downarrow\)。在实际工程中，通过控制药剂的投加量、反应的pH值等条件来提高磷的去除效率。例如，在pH为5 - 6时，磷酸铁的沉淀效果较好。这种方法的优点是磷的去除效率高，可以达到较高的出水水质标准；缺点是会增加化学药剂的成本，并且产生的化学污泥需要进一步处理。 

2. 生物吸附法

   - 利用微生物细胞表面的特殊结构和功能基团对磷进行吸附。在A2O工艺中，污泥中的微生物，尤其是聚磷菌，在好氧段超量吸收磷后，其细胞内含有高浓度的磷。当含有高磷污泥与污水接触时，微生物细胞表面可以吸附污水中的磷。这种吸附作用受到温度、pH、污水中其他离子等因素的影响。例如，在中性pH条件下，生物吸附效果较好。在实际工程中，生物吸附法可以与其他除磷方法联合使用，提高磷的去除效果。这种方法的优点是不需要添加化学药剂，成本较低；缺点是磷的吸附容量有限，当微生物细胞内的磷达到饱和后，吸附能力会下降。 

A2O工艺通过上述厌氧、缺氧、好氧三种环境条件的有机配合和微生物菌群的作用，实现了高效去除有机物、脱氮除磷的目的，在城市污水处理等领域得到了广泛应用。