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ab污水处理工艺
污水处理中“AB 法”工艺，简言之就是分作A 和B“两阶段曝气”处理工艺，每个阶段全部有相互隔离
和独立曝气过程和泥水分离过程，对于活性污泥回流，也是相互隔离，A 段沉淀池所产生活性污
泥回流到A 段曝气池，B 段沉淀池所分离出来活性污泥回流到B 段曝气池内。

一、“AB 法”工艺由来

AB 工艺是吸附―生物降解（Adsorption--Biodegradation）工艺简称。这项污水生物处理技术是由德国
某工业大学卫生工程学院Botho Bohnke 教授为处理传统二级生物处理系统：即：预处理→初沉池→曝
气池→二沉池。早期污水处理工艺，所存在去除难降解有机物和除氮脱磷效率低下，及投资和运行费用
过高等问题，在对两段活性污泥法和高负荷活性污泥法进行大量研究基础上，于70 年代中期所开发，80
年代初开始应用于工程实践一项新型污水生物处理工艺。

二、AB 法工艺关键特征

1、不设初沉池，由吸附池和中间沉淀池组成A段。A段是AB工艺主体，对整个工艺起关键作用。在连续工作A段曝气池中，由外界不停地接种含有很强繁殖能力和抗环境改变能力短世代原核微生物，在食物充足条件下，新陈代谢很快，能较快速地克服出现失活和不可逆转损害作用，大大提升处理工艺稳定性。

2、A段和B段各自拥有自己独立回流系统，这么两段分开，有各自独特微生物群体，处理效果稳定。A段微生物特征使吸附池活性污泥表现为：

----有较强絮凝、吸附和降解有机物能力。

---COD有较高降解度，使之降解为易生化处理BOD物质。

---适应性强，耐进水水量、水质、pH等改变，有抗冲击负荷 能力。

---A段不仅能去除一部份有机物质，而且能起调整和缓冲作用。

A 段在很高负荷下运行，其负荷率通常为一般活性污泥法50~100 倍，污水停留时间只有30~40min，
污泥龄仅为0.3~0.5d。利用活性污泥吸附絮凝能力，将污水中有机物吸附于活性污泥上，进而降解。污泥龄较高，真核生物无法生存，只有一些世代短原核细菌才能适应生存并得以生长繁殖，A 段对水质、水量、PH 值和有毒物质冲击负荷有极好缓冲作用。A 段产生污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量80%左右，且剩下污泥中有机物含量高。在A段中，借吸附、絮凝、分解和沉淀等作用，可去除大约40%有机物。

3、B段由曝气池和二次沉淀池组成。

经过A段后，污水冲击负荷 (水质、水量等)巳不再影响B段，B 段可在很低负荷下运行，负荷范围通常为<0.15kgBOD/(kgMLSS.d)水力停留时间为2~5h，污泥龄较长，且通常为15~20d。污水往水质、水量方面是比较稳定，B段净化功效得以充足发挥。经A段处理后残留于污水中有机物在B段继续氧化，达成较高污水处理效率，并取得良好出水水质。

4、A段产泥量很大，污泥含磷量高于常规活性污泥法。B段剩下污泥量少，泥龄长，有利于增殖缓慢、生长久长硝化菌繁殖。所以，AB工艺含有一定脱氨脱磷功效。

AB 法工艺优点：

含有优良污染物去除效果，较强抗冲击负荷能力，良好脱氮除磷效果和投资及运转费用较低等。
1、对有机底物去除效率高。
2、系统运行稳定。关键表现在：出水水质波动小，有极强耐冲击负荷能力，有良好污泥沉降性能。
3、有很好脱氮除磷效果。
4、节能。运行费用低，耗电量低，可回收沼气能源。经试验证实，AB 法工艺较传统一段法工艺节省运
行费用20%~25%。

AB 工艺缺点：

缺点一、A 段在运行中假如控制不好，很轻易产生臭气，影响周围环境卫生，这关键是因为A 段在超高
有机负荷下工作，使A 段曝气池运行于厌氧工况下，造成产生硫化氢、大粪素等恶臭气体。
缺点二、当对除磷脱氮要求很高时，A 段不宜按AB 法原来去处有机物分配比去除BOD55%~60%，因为这么B 段曝气池进水含碳有机物含量碳/氮比偏低，不能有效脱氮。
缺点三、污泥产率高，A 段产生污泥量较大，约占整个处理系统污泥产量80%左右，且剩下污泥中有
机物含量高，这给污泥最终稳定化处理带来了较大压力。

伴随污水处理技术不停发展，和环境污染日益加剧，和我们对于污水处理水质净化要求日益提
高，“AB 法”工艺已经从污水处理舞台主角逐步引退，让在新一代污水处理技术。不过它对于污水
处理技术发展所带来启迪和历史作用全部含有深远意义，即使在今天，仍然有它应用价值。

三、AB工艺运行机理

1、A段对BOD、COD和SS去除

实际上AB工艺是由城市排水管网和污水处理厂组成处理系统。城市居民连续不停地排泄细菌，其中约5-10%细菌能在好氧/兼性厌氧条件下存活和增殖。在排水管网中发生细菌增殖、适应和选择等生物学过程，使原污水中出现生命力旺盛、能适应原污水环境微生物群落。所以，城市污水实质上是污染物和微生物群体共存体。在AB工艺A级中充足利用了原污水中存在生物动力学潜力。泰安市污水处理试验中观察到现象表明，A段对BOD和COD去除不是以细菌快速增殖降解作用为主，而是以细菌絮凝吸附作用为主。静态试验表明原污水中存在大量已适应原污水微生物，这些微生物含有自发絮凝性。当它们进入A段曝气池后，在A段内原有菌胶团诱导促进下很快絮凝在一起，絮凝物结构和菌胶团类似，絮凝同时絮凝物和原有菌胶团结合在一起，成为A段污泥组成部分，并含有较强吸附能力和极好沉降性能。被絮凝微生物量和A段污泥浓度相关，污泥浓度低于1g/L时，絮凝效果差。和絮凝吸附发生同时，微生物出现程度有限增殖，这种增殖可能和A段污泥促絮凝作用(或物质)产生相关。依据泰安市污水处理试验，进水中以SS形式表示微生物量按150mg/L计，A段出水微生物量为70mg/L。那么A段中由进水微生物形成污泥浓度Xi可按下式计算：

Xi=Q△SQ c /V

式中:Q——进水流量；
Q c ——A级泥龄；
△S——A级截留微生物量；
V——A级曝气池体积。

将各项数据代入上式：

Xi=4L/h×80mg/L×10h/2L =1600mg/L。

A段实际污泥浓度为mg/L，也就是说A段污泥中进水微生物占80%左右，仅20%左右由增殖作用产生。所以，A段中絮凝去除占A段BOD去除65%左右，吸附和增殖造成去除约占35%。增殖作用去除BOD基础上是溶解性BOD。

2、A段对难降解物质去除

当进水是城市生活污水和工业废水混合水或只是工业废水时，污水中往往含有很多难降解物质，比如多环芳香族化合物、卤代烃。若完全用好氧方法处理，不仅消耗大量氧气，而且BOD去除往往达不到所要求指标。当进水中难降解物质含量高时，A段实施缺氧运行，在这种情况下，A段中一部分微生物能经过厌氧消化和不完全氧化等方法把BOD 5 检测不出、COD能够检测出难降解有机物转化成BOD 5 易检出易降解有机物，这种转化在好氧条件下往往难以实现。

3、A段抗冲击负荷能力

A段中微生物群体对有机污染物和毒物冲击负荷有显著缓冲能力，冲击负荷停止后A段能很快地恢复正常，所以A段存在使进水水质改变、污染物和有毒物质冲击负荷不影响后续工艺稳定运转。

A段抗冲击负荷能力除了和吸附作用相关外，还和下面两种生物学过程亲密相关。

(1)微生物突变

活性污泥中任何细菌群体全部能以多种多样方法对环境改变作出反应。新环境形成早期，不适应新环境细菌死亡，随即从系统中消失。和此同时，新环境为其它细菌优势增殖提供了有利条件。适应性细菌关键起源是突变，致突变物质能造成突变，即遗传物质发生改变。这些突变中仅千分之一是能存活正突变，其它全部是致死突变。考虑到A级内活性污泥中细菌数量很高，在每一人口当量中每日出现7.5×10 5 个正突变是可能。除X射线和Y射线外，亚硝酸盐等化学物质也是诱变物质。污水中普遍存在酸、碱和有毒物质长久影响也能诱发突变。突变为活性污泥适应新环境、降解难降解物质提供了生物遗传学基础。而A级污泥对毒物抗性则起源于:

(2)质粒转移

在医疗方面，质粒转移往往造成抗药性基因快速传输，从而造成医疗困难，AB工艺中A段环境尤其有利于质粒转移。质粒是环形DNA分子，它们不受染色体支配，能侵入菌体并利用菌体复制系统自我复制增殖。质粒普遍携带抗性基因，有质粒还携带通常细菌不含有特殊基因，如降解PCB基因。众多质粒组成了细菌抗性基因库和降解特殊有机物基因库。在选择性工艺环境中(如冲击负荷)，质粒抗毒性基因和降解特殊物质基因给予细菌显著优势。在正常细胞分裂中，质粒能传给子细胞。质粒还能经过接合作用以携质粒细菌转移到无质粒细菌内，接合过程不受细菌种属和质粒起源限制，A段中高密度悬浮细菌存在对接合有利。在A段中占优势地位肠道细菌接合过程需花费1.5-2.0h。假设A段泥龄为8h，那么在A段微生物中最少能发生4次接合，在此期间约10%细菌受到质粒侵入。质粒在活性污泥中传输，提升了活性污泥对环境改变、尤其是化学改变抗性。对污水处理厂(尤其是工业废水处理厂)来说，处理效果和工艺稳定性好坏和质粒存在是否亲密相关。

4.AB工艺和氮、磷去除

因为水体富营养化和水资源短缺问题日益严重；很多污水必需经过除磷脱氮处理，然后排入水体或回用。假如用其它工艺替换AB工艺B段，能够使AB工艺含有深度处理效果。

(1)含有脱氮功效AB工艺

在这类工艺中，B段由好氧工艺变成前置反硝化工艺(比如缺氧/好氧工艺)。

A段对氮和有机物去除比常规机械处理高很多倍，显著改善了B段硝化条件，使B段污泥中硝化菌百分比显著提升，硝化速率随之大幅度提升，曝气区体积能够对应降低。对反硝化来说，能够经过改变A级污泥负荷和运行方法调整A段去除率，使反硝化所需BOD 5 /TN比值(3左右)得到最优调整。试验结果表明B段污泥中，反硝化菌百分比比常规生物脱氮系统污泥高，反硝化率高2~3倍，比如，ARAkrefeld污水处理厂B段污泥在无外加碳源情况下反硝化速率为6.3mgNO 3 -N/gMLSS·h。因为具脱氮功效AB工艺硝化和反硝化速率高，工艺总体积比常规生物脱氮工艺节省20%左右。

(2)含有除磷功效AB工艺

因为污泥含磷量较高，排泥量大，A段能去除进水总磷20~50%。假如把B段换成厌氧/好氧(A/O)除磷工艺，工艺终沉出水磷浓度将很低(0.5mg/L以下)。也能够在B段中增设化学法除磷。前者投资费用比一般活性污泥法低10%左右，后者则高5~20%。前者运行费用比一般活性污泥法低10~20%，后者则高10%以上。

(3)AB工艺和生物除磷脱氮工艺结合

泰安市污水处理厂将采取这类工艺，工艺步骤由A段加生物除磷脱氮工艺(如A/A/C改良工艺)组成。对原污水水质波动大，BOD 5 和BOD 5 /TN比值高污水来说，这类工艺不仅能确保处理效果达成要求，而且工艺稳定性高、节能效果显著。

三、AB工艺技术经济分析及其在中国应用可能性

试验和生产性实践已经证实A段能去除40~50%，甚至70%BOD 5 和10-30%总氮，使工艺过程耗氧量降低30-40%，总运行费用下降20%左右，基建投资降低15-20%，处理效果优于常规工艺，含有良好经济效益和环境效益。

含有高级处理功效AB工艺和其它高级处理工艺相比，有节能、工艺稳定性高等优点。A段设置为后续工艺提供了强有力保护和支持。泰它市污水处理试验结果表明，当BOD 5 /TN和BOD 5 值偏高时，其生物除磷脱氮功效AB工艺和单纯生物除磷脱氮工艺相比，运转费用下降20%左右，BOD、COD、SS、TN和TP去除率分别高于96%、90%、95%、80%和96%。进水BOD 5 /TN比值偏低时，为了避免碳能源不足，原污水可直接进入生物除磷脱氮工艺，确保出水水质达成要求。

因为A段污泥关键由进水补充和接种，而且泥龄很短，所以A段污泥不需要培养和驯化过程，A级停和转，能够随时进行并很快进入正常状态，不影响处理效果。管理上不存在困难。

A段节能其次是A段污泥产率高、污泥有机物含量高达65%以上，产气率和产气量也肯定增加。沼气用于发电和供热能使污水处理厂能源得到部分自给。

1.超负荷污水处理厂改造

中国污水处理厂建设速度远远达不到实际需要。处理厂往往超负荷运行，造成一系列问题。假如把它们改成AB工艺就能较大幅度提升污水处理厂处理能力。德国和奥地利生产性实践已经证实此法行之有效，改造投资极小，经济效益显著。只要把原沉砂池硝加改动，成为A段曝气池，初沉池作为中间沉淀池，再装一套回流系统即可。

2.AB工艺和新厂建设

现在，中国建设大型污水处理厂，往往因资金严重不足，而必需分期进行，下面是一个较理想分期实施方案:

第一期:机械处理(一级)

第二期:含有半生物效应机械处理，即AB工艺A段(一级半)

第三期:二级处理和部分硝化(AB工艺)

第四期:高级生物处理(高级AB工艺)

在该实施方案中，先建高速率A段处理尤其适合中国国情，因它能缓解建设资金严重不足问题，并能使大量污水得四处理。这是因为A段去除率即使只有60%左右，但处理单位BOD 5 费用很低，低于一般活性污泥法二分之一，基建投资也低于一般活性污泥法二分之一。待资金充足时，很轻易续建B段。

3.AB工艺设计关键点

A段正常运行必需条件是原污水中必需有足够已经适应该污水微生物。在城市污水中，这些微生物基础上来自人类排泄物。因为A段去除效率高低和进水微生物量直接相关，所以A段之前不宜设置初沉池。在工业废水和一些城市污水中，已经适应污水环境微生物浓度很低或微生物絮凝性很差，A段效率显著下降。对这类污水来说，不宜采取AB工艺。

为了充足利用絮凝性和吸附效应，确保A段高效运行，A级停留时间最好控制在25~30 分钟，停留时间增加反而不利。A段级最好污泥负荷是3-4kgBOD 5 /kgNLSS·d。污泥浓度过低或过高对A段运行均不利，控制在2-2.5g/L效果较佳。泥龄控制取决于污水特征和A段污泥浓度，在A段中污泥浓度基础上和泥龄成正比关系，最好泥龄控制应经过试验或生产实践求得。

A段污泥沉降性能极佳，SVI值低于50，所以中间沉淀池水力停留时间，可控制在1.5h以内，污泥回流比控制在70%以内。

B段设计和常规方法相同，必需注意是，设计B级时，进水水质应采取A段出水水质；设计高级AB工艺时，应确保B段进水BOD 5 /TN比值≥3。对BOD 5 /TN在3左右污水来说，设置A段对生物除磷脱氮不利，不宜采取高级AB工艺(物理或化学法除磷除氮例外)。

在中国，污泥处理是一个令人头痛问题。因为AB工艺产泥量大，合了处理污泥处理问题，有利于AB工艺推广应用。也就是说污泥问题是AB工艺推广应用关键障碍。