UCT基本工艺专业资料.doc

毕业设计（论文）
题 目 UCT生活污水脱磷除氮效果研究
系 （部） 制药与环境工程系
专 业 环境监测与治理技术
指引教师 梁贤君（校内）
作 者 王波
完毕日期 .5.15

摘要

水是人类生存生命线，是经济发展和社会进步生命线，是实现可持续发展重要物质基本。为加强水污染防止，咱们应在加大环境执法检查和环境影响评价等推动工业废水、废气治理基本上，加强都市综合卫生管理，使街面保持干净，减少因风吹、雨水等因素将脏物带入河流也非常重要。这就需要对自由市场、餐馆、外来人口聚居区进行严格卫生管理，对建设工地卫生实行严格监督，对产生污染路边小生意、洗车点或进行环境改造、或取缔。同步，应健全垃圾解决站点网络（特别是公共场合），让人们垃圾有处可弃，减少因无垃圾站（箱）而导致垃圾随意丢弃。应在沿河设立某些公共厕所，让在外活动人们感到以便，减少由于没有厕所而将河沿当厕所现象。并加强对大众加强保护水质教诲，除了沿河树立某些警示牌，呼吁人们注意保护水质外，新闻媒体继续对大众进行环保教诲和监督。
为了更好对污水进行解决，消除污水中氮、磷成分，咱们对UCT脱氮除磷效果研究以期为人们创造更安全饮水环境。
UCT工艺是一项新污水解决工艺，在脱氮、除磷及除磷脱氮方面有独特效果。因而，研究UCT工艺设计技术可觉得改进都市废水脱氮除磷效果提供重要理论基本。多功能UCT工艺，可依照水质、水量变化以及季节不同将系统灵活调节为常规UCT、改良UCT、A2/0和倒置A2/O等四种不同解决工艺，从而保证了在不同环境条件下均能达到最佳运营工况，运营成果表白，该工艺具备较高COD、BOD、SS去除率。

目录
前言···············································5
1、UCT工艺·······································6
1.1、UCT工艺简介·······································6
1.2、UCT工艺影响条件···································7
1.2.1、负荷影响······································7
1.2.2、溶解氧控制····································7
1.2.3、污水进水总磷浓度偏高·······················7
1.2.4、进水 pH值不稳定······························7
1.2.5、泥龄过长 ·······································7
1.2.6、浓缩和脱水上清液二次释放······················7
1.2.7、厌氧段停留时间·································8
1.2.8、水温影响······································8
1.3、UCT普通设计参数··································8
1.4、UCT反映池设计····································9
2、 A2/O工艺····································10
2.1、老式A2/O工艺····································10
2.2、改良版A2/O工艺··································10
2.3、倒置A2/O工艺原理与特点研究···················11
2.3.1、材料与办法···································11
2.3.2、实验成果与讨论·······························11
2.3.2.1、短时厌氧环境及其对聚磷菌影响·····12
2.3.2.2、厌氧、缺氧环境倒置对聚磷菌影响····15
2.3.3、倒置A2/O工艺特点············16
3、 水样中化学需氧量（COD）测定················18
3.1、基本原理·········································18
3.2、重要试剂·········································18
3.3、实验办法·········································18
3.4、COD除去率·······································19
4、 TN（总氮）监测·····························21
4.1、定义·············································21
4.2、监测目·········································21
4.3、TN测定原理·····································21
4.4、仪器及试剂·······································22
4.4.1、仪器········································22
4.4.2、试剂········································22
4.5、TN（总氮）测定实验环节···························22
5.5.1、校准曲线绘制······························22
4.6、样品测定环节·······································23
4.6.1、空白实验 ······································23
4.6.2、实验成果解决和计算·····························23
4.7、注意事项···········································23
4.8、除去率·············································24
5、总磷··········································26
5.1、定义·············································26
5.2、仪器及试剂·········································26
5.2.1、仪器···········································26
5.2.2、试剂···········································26
5.3、实验环节···········································27
5.3.1预解决（过硫酸钾消解）···························27
5.3.2、样品测定·······································27
5.4、除去率·············································28
5.5、注意事项···········································29
结论：··············································30
参照文献···········································31
道谢···············································32

前言
长期以来，都市生活污水解决均以去除有机物和悬浮固体为目的，并不考虑对氮、磷等无机营养物去除。随着污水排放总量不断增长，以及化肥、合成洗涤剂等广泛应用，废水中氮、磷营养物质对环境所导致影响也逐渐引起了人们注意。此外随着水资源日益紧张，都市生活污水越来越多规定回用，如二级解决采用普通活性污泥法，重要是减少污水中以BOD、COD综合指标表达含碳有机物和悬浮固体浓度，污水中氮、磷去除仅限于微生物细胞由于生理上需要而从污水中摄取数量，去除率很低，氮去除率为2O％ ～4O％ ，磷去除率仅为l O％ ～3 O％ 。普通工业循环水规定N H N ≤l Omt／g，这对氨氮去除率规定很高，而常规混凝、沉淀、过滤后续解决工艺对氨氮去除率很低，只有l O～2O％，主线不能满足对氨氮去除规定。化学办法虽然可以有效地去除废水中磷，但纯化学办法运营操作复杂，费用较高。因而，生物除磷脱氮技术由于其优越性获得了飞速发展，在实践中得以广泛地应用。
近2 O年来，污水除磷脱氮技术始终是污水解决领域热点也是难点。l 9 8 3年国际水污染控制和研究协会在哥本哈根举办了第一次氮磷去除国际会议，这是污水除磷脱氮技术研究和工程应用获得重大进展重要标志。所有生物除磷脱氮工艺都包括厌氧、缺氧、好氧三个不同过程交替循环，重要有三个系列：(1)A ／O；(2)氧化沟；(3)序批式反映器(sBR)。
UCT工艺与A2/O工艺不同之处在于沉淀池污泥回流到缺氧池而不是回流到厌氧池，这样可以防止由于硝酸盐氮进入厌氧池，破坏厌氧池厌氧状态而影响系统除磷率。增长了从缺氧池到厌氧池混合液回流，由缺氧池向厌氧池回流混合液中具有较多溶解性BOD，而硝酸盐很少，为厌氧段内所进行有机物水解反映提供了最优条件。在实际运营过程中，当进水中总凯氏氮TKN与COD比值高时，需要减少混合液回流比以防止NO3-进入厌氧池。但是如果回流比太小，会增长缺氧反映池实际停留时间，而实验观测证明，如果缺氧反映池实际停留时间超过1h，在某些单元中污泥沉降性能会恶化。

UCT生活污水脱磷除氮效果研究

UCT工艺
1.1、UCT工艺简介
UCT( University of Cape town)工艺是南非开普敦大学提出一种脱氮除磷工艺，是一种改进A2/O工艺，此工艺中，厌氧池进行磷释放和氨化，缺氧池进行反硝化脱氮，好氧池用来去除BOD、吸取磷以及硝化。由于A2/O工艺中回流污泥NO3-N 回流至厌氧段，干扰了聚磷菌细胞体内磷厌氧释放，减少了磷去除率，使脱氮除磷效果难于进一步提高，在这种状况下，UC工艺产生了。UCT工艺将回流污泥一方面回流至缺氧段，回流污泥带回NO3-N 在缺氧段被反硝化脱氮，然后将缺氧段出流混合液某些再回流至厌氧段。由于缺氧池反硝化作用使得缺氧混合液回流带入厌氧池硝酸盐浓度很低，污泥回流中有一定浓度硝酸盐，但其回流至缺氧池而非厌氧池，这样就避免了NO3-N对厌氧段聚磷菌释磷干扰，使厌氧池功能得到充分发挥，既提高了磷去除率，又对脱氮没有影响，该工艺对氮和磷去除率都不不大于70 %。
UCT工艺减小了厌氧反映器硝酸盐负荷，提高了除磷能力，达到脱氮除磷目。但由于增长了回流系统，操作运营复杂，运营费用相应
UCT工艺流程图

1.2、UCT工艺影响条件

影响生物除磷因素比较多，就当前对两种UCT工艺影响条件分析来看，重要为如下因素及控制规定：
1.2.1负荷影响。进水浓度有机物不够，特别是厌氧进水口挥发性脂肪酸(VFA )偏低不能达到解决需求，或负荷冲击过大，普通 (F/M )负荷应当控制在 0.1~ 0.18 kg BOD5 / ( kg MLVSS·d)是比较稳定。
1.2. 2、溶解氧控制。厌氧段厌氧效果不好即达不到绝对厌氧效果，既溶解氧在0.2 mg /L如下，甚至0mg/L，同步硝态氮浓度在 4mg /L如下 (否则必要减少回流比 )使磷得到充分释放，或者是好氧段溶解氧局限性，好氧吸取磷不充分，出水口溶解氧过低，导致二沉池二次释磷，都会影响到出水TP达标，就规定生物池好氧廊道0.5~ 3mg /L，末端控制在2 ~ 4mg /L。
1.2.3、污水进水总磷浓度偏高。超过实际设计数值， 即进入厌氧段污水中 BOD5 /TP不大于20，甚至不大于10，这种状况，可以做初沉池超越，提高负荷，或者升级改造进行化学除磷。
1.2.4、进水 pH值不稳定。工业酸性废水或其她会突然变化污水系统 pH 值水源进入，会直接影响总磷在厌氧段释放，运营管理中要避免 pH值冲击，否则除磷能力将大幅度下降，甚至完全丧失，例如进水 pH值突然减少，会导致细胞构造和功能损坏，细胞内聚磷在酸性条件下被水解，从而导致磷迅速释放，影响除磷效果。
1.2.5、泥龄过长。普通控制在 8~ 20 d，聚磷菌是世代时间3 d微生物，硝化菌为长世代 (30d)时间微生物，聚磷菌和硝化菌在泥龄上存在矛盾。若泥龄太长不利于除磷；龄太短， 硝化菌无法存活。
1.2.6、浓缩和脱水上清液二次释放。在污泥解决过程中时间停留过长，导致磷二次释放到浓缩和脱水上清液中，上清液随着进水重新进入系统，增大了系统磷负荷，甚至导致磷在整个系统中重复循环富集，使出水总磷严重不达标。
1.2.7、厌氧段停留时间。污水污泥混合液通过 2 h厌氧后，磷释放已甚微，在有效释放过程中，磷释放量与有机物转化量之间存在着良好有关性，在有效释放过程中，磷厌氧释放可使污泥好氧吸磷能力大大提高，厌氧段每释放1mgP，在好氧条件下可吸取 2.0 ~ 2.4 mgP；厌氧时间加长，无效释放会逐渐增长，平均厌氧释放 1mgP，所产生好氧吸磷能力将降至 1 mgP如下，甚至达到 0.5mgP。因而，生物除磷并非厌氧时间越长越好。在普通状况下，厌氧区水力停留时间 1~ 1.5 h，即可满足规定。
1.2.8、水温影响。硝化菌对温度变化很敏感，普通生物池系统温度在 12~ 35 ℃之间，生产中冬季由于温度偏低硝化效果受到抑制，只能勉强维持，为保障氨氮出水达标，采用增大泥龄来应付低温对硝化影响，但对出水TP会导致影响，因此冬季要采用提高生物池污泥浓度和控制泥龄，来平衡硝化和除磷。
其她回流系统。外回流普通控制在50 % ~65 % (根据厌氧段NO3 - N浓度不大于4 mg /L以内)，回流过低会导致二沉污泥停留时间过长，在二沉形成磷二次释放。好氧回流控制在100 %，UCT工艺中要保障缺氧处在最大回流状态，实际控制在150 %。

1.3、UCT普通设计参数

污泥负荷：0.05～0.15 kgBOD5/kgMLVSS·d；
污泥浓度：～4000 mg/L；
污泥龄：10～18 d；
污泥回流：40%～100 %，好氧池（区）混合液回流：100%～400 %，缺氧池（区）混合液回流：100%～200 %；
停留时间：厌氧池（区）水力停留时间：1～2h，缺氧池（区）水力停留时间：2～3h，好氧池（区）水力停留时间：6～14h。
郑州市马头岗污水解决厂设计
设计水量 30 万 m3/ d，采用 UCT 解决工艺

1.4、UCT反映池设计

考虑马头岗污水解决厂收水系统内实际污水量已经接近设计规模 ,故反映池按 36 万 m3/ d 规模进行校核设计。全厂设 4 组 UCT 反映池,厌氧池总池容36 480 m3,缺氧池总池容 39 600 m3,好氧池总池容153 400 m3(其中机动段为 28 950 m3) ,总池容为229 480 m3。
设计产泥系数 0. 91 ,缺氧池和好氧池 ML SS为3 g/ L ,厌氧池 ML SS为 1. 8 g/ L ,校核流量时泥龄 12 d (不涉及厌氧泥龄) ,其中缺氧泥龄为 2. 4 d ，好氧泥龄为 9. 6 d。设计水温 12 ℃,有效水深 6 m。二沉污泥回流比 50 %～100 % ,缺氧到厌氧回流比为150 % ,好氧到缺氧回流比为 150 %。全厂剩余污泥量为 39 585 kg/ d (30 万 m3/ d时) ,校核流量时为 47 502 kg/ d。总供气量为110 800 Nm3/ h ，校核流量时气水比为 7. 6 ∶ 1。

2、A2/O工艺

2．1、老式A2/O工艺

A ／O是2O世纪7O年代在厌氧缺氧 工艺上开发出来同步除磷脱氮工艺，老式A ／O 法即厌氧一缺氧一好氧活性污泥法。污水在流经三个不同功能分区过程中，在不同微生物菌群作用下，使污水中有机物、氮和磷得到去除。其流程简图见图l。
原污水碳源物质(BOD)一方面进入厌氧池聚磷菌优先运用污水中易生物降解有机物成为优势菌种，为除磷创造了条件，然后污水进入缺氧池，反硝化菌运用其他可运用碳源将回流到缺氧池硝态氮还原成氮气排入到大气中，达到脱氮目。
A2/O工艺长处是可以充分运用硝化液中硝态氧来氧化BOD ，回收了某些硝化反映需氧量，反硝化反映所产生碱度可以某些补偿硝化反映消耗碱度，因而对含氮浓度不高都市污水可以不此外加碱来调节p H 。本工艺在系统上是最简朴除磷脱氮工艺，总水力停留时间不大于其他同类工艺；在厌氧(缺氧)、好氧交替运营条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虞，SVI一值不大于l00，利于解决后污水与污泥分离；厌氧池与缺氧池只设水下搅拌器，使污水与污泥充分接触，所需电量小，运营成本也低。
老式A2/O法布置形式即聚磷菌生物有效释磷水平充分与否，对于提高系统除磷能力具备极其重要意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源井得以充分释磷。
老式A2/O 法缺陷：由于厌氧区居前，回流污泥中硝酸盐对厌氧区产生不利影响；由于缺氧区位于系统中部，反硝化
在碳源分派上居于不利地位，因而影响了系统脱氮效果；由于存在内循环，常规工艺系统所排放剩余污泥中实际只有少某些经历了完整放磷、吸磷过程，别的则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于系统除磷是不利。
为了减少回流污泥中硝酸盐，必要提高混合液回流量，回流量提高增长电耗。

2.2、改良版A2/O工艺

A2/O工艺第一种缺陷，即由于厌氧区居前，回流污泥中硝酸盐对厌氧区产生不利影响，改良A2/O工艺在厌氧池之前增设厌氧／ 缺氧调节池，来自二沉池回流污泥和l O％ 左右进水进入调节池，停留时间为2O～3Omin，微生物运用约l O％ 进水中有机物去除回流污泥中硝态氮，消除硝态氮对厌氧池不利影响，从而保证厌氧池稳定性。
改良A2/O工艺虽然解决了老式A2／O工艺中厌氧段回流硝酸盐对放2氧化沟工艺氧化沟是由活性污泥法演变发展成一种新型污水解决工艺，它在水力流态上不同于老式活性污泥法，是一种首尾相接循环流，污泥与污水混合液保持V ≥O．3m／S水平推动速度，使污水污泥传质作用不断进行，效率很高，通过采用延时曝气，也使污水净化同步，污泥得到稳定。当前在国内外较为流行氧化沟有：卡鲁塞尔氧化沟、奥伯尔氧化沟、双沟式氧化沟、三沟式氧化沟及A2／O法氧化沟。氧化沟是活性污泥法一种改进型，具备除磷脱氮功能，废水和活性污泥混合液在氧化沟中不断循环流动，因而氧化沟又名“持续循环曝气法”。由于其曝气装置动力小，使池深及充氧能力受到限制，导致占地面积大，土建费用高，其推广运用受到影响。磷影响，但增长调节池，占地面积及土建费用需相应增长。

2.3、倒置A2/O工艺原理与特点研究

　　常规生物脱氮除磷工艺呈厌氧(A1)/缺氧(A2)/好氧(O)布置形式。该布置在理论上基于这样一种结识，即：聚磷微生物有效释磷水平充分与否，对于提高系统除磷能力具备极端重要意义，厌氧区在前可以使聚磷微生物优先获得碳源并得以充分释磷［1］。但是，①由于存在内循环，常规工艺系统所排放剩余污泥中事实上只有一少某些经历了完整释磷、吸磷过程，别的则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于除磷是不利；②由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分派上居于不利地位，因而影响了系统脱氮效果；③由于厌氧区居前，回流污泥中硝酸盐对厌氧区产生不利影响，为了避免该影响而开发某些新工艺(如UCT等)趋于复杂化；④实际运转经验表白，按照缺氧—好氧两段设计脱氮工艺系统也经常体现出良好除磷能力［2、3］。因而，常规生物脱氮除磷工艺(A1/A2/O)布置合理性值得进一步探讨。
2.3.1、材料与办法
　　活性污泥取自污水生物脱氮除磷小型实验系统，污水取自实际都市污水。污水和污泥性质见表1。
表1  污水和污泥性质
污水
污泥
COD（mg/L)
400-800
MLSS(g/L)
3.0-4.0
BOD5(mg/L)
150-450
VSS/SS
0.60-0.64
TN(mg/L)
45-65
N含量（mgN/gVSS)
110-130
TP(mg/L)
2.5-10.0
P含量（mgN/gVSS)
48-60
VFA(mg/L)
25-173
SVI
180-230
2.3.2、实验成果与讨论
2.3.2.1、短时厌氧环境及其对聚磷菌影响

　　短时厌氧环境在生物脱氮除磷系统中具备核心性作用，本实验目是考察短时厌氧环境生化特性及其对聚磷菌释、吸磷行为影响。
　　①实验采用2只完全相似有机玻璃柱，有效体积均为30 L(见图1)。柱1装有随中心轴一起转动弹性立体填料，柱2不装填料，由搅拌桨搅拌。电机转速为15～20 r/min，柱上方均设有盖板。

　　柱1作挂膜运营，HRT＝20～30 h，温度为24～29℃。为了单独考察都市污水在短时厌氧环境污水中VFA变化，实验未引入小试系统活性污泥。柱内微生物完全为厌氧环境下由污水自然接种生长起来厌氧或兼性细菌，显然其厌氧限度较普通脱氮除磷系统厌氧区更为充分。柱2作为对比，未作任何解决。正式实验时，将两柱瞬时放空，注入新鲜污水，然后启动电机，每隔2h取样，分析污水中VFA随时间变化规律，成果见图2。

　　 图2表白，在本实验条件下，短时厌氧环境并不能增长污水中VFA量，在厌氧区放置填料则会加剧该区VFA消耗。
　　依照厌氧消化理论，污水中大分子有机物转化为VFA需要经历水解和产酸(产氢)两个过程。尽管初期研究曾以为在此过程中兼性细菌属于优势种群，但关于生活污水污泥消化研究指出，事实正好相反，专性厌氧细菌较兼性细菌多100倍以上。从总体上说，最重要水解反映和发酵反映都是通过专性厌氧细菌进行，同步由于专性厌氧细菌生化效率很低，上述过程需要较长水力停留时间。Andrews和Pearson(1965)曾运用溶解性有机和无机合成污水对厌氧发酵过程VFA产生动力学规律进行了研究，成果表白，当 HRT ＝2.5 d时反映器VFA浓度最高。
　　本实验所采用 HRT =2～3 h(这与生物除磷工艺厌氧区HRT相近)，污水 COD 仅500mg/L左右。在这样条件下，柱内事实上很难造就类似污泥消化那样厌氧环境并培养出大量专性厌氧菌，生物膜上微生物主体仍为消耗VFA兼性细菌，故而柱1VFA数量不但没有增长，反而消耗不久。柱2完全为污水，其微生物数量较少，因此其VFA在很长一段时间内基本上保持恒定。只是在一定期间后来，随着微生物增殖，VFA才浮现明显下降。本实验阐明，就普通都市污水而言，短时厌氧区不会增长污水中VFA量。
　　② 将柱1、柱2放空，从小试系统好氧区末端取3 L混合液，与3 L污水混合后一分为二地分别装入柱1、柱2，然后启动电机；两柱厌氧运营2～3 h后取出填料和搅拌桨，并同步转入曝气状态每隔30 h取样分析比较两柱释磷、吸磷特点，成果见图3。

　　图3(a～d)是在不同步间运用实际污水进行四组重复性实验。由于实际污水水质变化，图3污水中VFA浓度是依次下降。图3(a、c)厌氧历时为3 h，图3(b、d)厌氧历时为2 h。
　　该四组图表白：①在厌氧条件下进水VFA越高，柱1、柱2释磷量越大，这与以往结识是一致。②柱1存在兼性生物膜，致使其厌氧环境较柱2更为充分。当VFA较多时，低ORP水平促使柱1聚磷菌以更迅速率吸取VFA合成PHB，同步释放出磷酸盐。由图可见，柱1初期释磷速率均明显不不大于柱2。图3(d)进水VFA最低，柱1释磷曲线始终在柱2上方，直至厌氧段结束，柱2释磷曲线才与柱1交合。但是柱1兼性生物膜同步消耗VFA，当反映器中VFA局限性时，兼性生物膜与聚磷菌对VFA竞争就表面化了，并使柱1释磷速率迅速衰减。柱2基本上不存在这种竞争关系，故聚磷菌能长时间保持较高释磷速率并最后在释磷总量上超过柱1。除图3(d)外，投加填料柱1释磷总量均比柱2小，并且进水VFA越高其差别越明显，见图3(a、b)。 ③在后续好氧条件下，柱1聚磷菌过度吸磷能力明显高于柱2，当厌氧历时由3 h降为2 h时上述差别明显增大，见图3(b、d)。该现象是值得特别关注，它表白聚磷菌厌氧有效释磷水平充分与否，并不是决定其好氧过度吸磷能力充分必要条件。这与当前流行关于聚磷菌厌氧有效释磷越高，其过度吸磷能力越强结识基本上是矛盾。从上述现象分析推动聚磷菌好氧过度吸磷更本质动力，可以得出判断是，在一定范畴内，聚磷菌在厌氧环境中历时越长，环境ORP越低，增进好氧吸磷动力越大。而就系统除磷效果而言，释磷也许属于一种不具备充分必要性表面现象。好氧吸磷能量既可以来自胞内贮存碳源(如PHB)，也可以从其她方面获得。这种差别当厌氧历时由3 h减为2h时变得特别明显，表白厌氧环境对于微生物过度吸磷极端重要性。
　　 2.3.2.2、厌氧、缺氧环境倒置对聚磷菌影响
　　采用2只几何尺寸完全相似有机玻璃柱进行对比实验，柱有效体积均为30 L，底部设有
取样口。其厌氧、缺氧状态采用如图1(柱2)所示可拆卸搅拌桨搅拌，电机转速为15～20 r/mi
n。好氧状态由微孔曝气头曝气，开始实验时，从小试系统好氧区末端取3 L混合液，与3 L污水混合后，一分为二地分别装入两柱。柱1初始时刻另加入适量KNO3溶液，然后启动电机分别进入缺氧、厌氧搅拌状态。搅拌2 h后，再向柱2加入KNO3溶液。4 h后两柱同步结束搅拌，取出搅拌桨，并转入曝气状态。因而，柱1实际是按照A2/A1/O方式运营，柱2按照常规A1/A2/O方式运营。每隔30 min取样，分析比较两柱PO43--P和NO3--N变化规律，成果见图4。由图4可以看到，柱1从零时刻加入硝酸盐起，在前2 h内事实上处在缺氧状态，反硝化、释磷同步进行。但和柱2相比，柱1前释磷速率很低；至30 min时，释磷几乎完全停止；60 min后，随着硝酸盐基本耗尽，释磷速率迅速增大；至240 min，柱内浓度达到65 mg/L。图中A点硝酸盐上升是由于误操作引起，有趣是，柱1释磷曲线也浮现了点A′相应变化。

柱2在120min时加入硝酸盐，因而其前2 h内为厌氧，后2 h基本为缺氧。柱2前2 h释磷速率不久，至120 min时PO43--P高达7.3 mg/L。120 min后由于硝酸盐加入，聚磷菌开始吸磷，但由于缺氧状态下微生物ATP产率较低，故该阶段吸磷速率并不高。至180 min硝酸盐消耗殆尽，吸磷也基本上停止。进入曝气状态后，柱2虽重新开始吸磷，但因前面缺氧段存在，致使其吸磷速率大大低于柱1。曝气开始时，柱1PO43--P浓度高达6.5 mg/L，柱2仅为5.3 mg/L。但至480 min，柱1PO43--P浓度为0.1 mg/L，而柱2PO43--P却为1.05 mg/L，两者相差10倍。从脱氮角度看，两者均把柱内硝酸盐所有反硝化，但柱1比反硝化速率为4.12 mgN/(h·gVSS)，柱2为280 mgN/(h·gVSS)，柱1明显快于柱2。
　　从上面讨论可以看出，将常规生物脱氮除磷工艺系统厌氧、缺氧环境倒置，可明显改进系统氮磷脱除效果。在倒置A2/A1/O方式下，碳源问题依然存在，并导致聚磷菌释磷水平明显低于常规A1/A2/O方式。但在该方式中，由于硝酸盐在前面缺氧区已经消耗殆尽，因而其厌氧环境更加充分，微生物厌氧释磷后直接进入生化效率较高好氧环境，其在厌氧条件下形成吸磷动力得到了更有效运用。
　　对常规脱氮除磷工艺来说，污泥回流比常在0.5～1.0左右，内循环比则在2.0～3.0之间。在所有参加内外循环污泥中，普通只有占总数不到一半回流污泥经历了完整释磷、吸磷过程，而大某些污泥事实上没有通过厌氧阶段而直接进入缺氧和好氧环境。相应地，其所排放剩余污泥中富磷污泥含量事实上也只占一少某些，因而影响了系统除磷效果。与此不同，A2/A1/O方式容许参加回流所有污泥所有经历完整释磷、吸磷过程，故其排放剩余污泥含磷更高，系统除磷效果也更好，具备一种“群体效应”优势。
　　在A2/A1/O方式中，缺氧段优先得到碳源，故其脱氮能力明显增强。在本实验条件下，其比反硝化速率和A1/A2/O方式相比提高50%。
　　从工程角度讲，A2/A1/O方式不但具备较好氮磷脱除能力，并且也许较老式脱氮除磷工艺更加简捷。工程上采用一定办法，使其污泥回流和内循环合并为一种回流系统是完全也许，这对于开发简捷、高效生物脱氮除磷工艺来说是十分有利。
2.3.3、倒置A2/O工艺特点

　　采用两个平行系统进行对比实验，系统1以倒置A2/O方式运营，系统2以常规A2/O方式运营。两系统有效容积均为77.2 L，各区比例为A2(A1):A1(A2):O＝1:1:2，二沉池水力停留时间为21h，非曝气区采用搅拌桨搅拌。
　　实验初期,从污水厂生产性曝气池取活性污泥引入小试系统,通过一种月试运营，MLVSS达2～3 g/L，出水COD降至50 mg/L如下，遂开始正式实验。实验采用工艺参数和运营成果见表2。由于倒置A2/O工艺取消了内循环，因而其回流系统只有一种，总回流比也比常规A2/O工艺减少了20%。实验中小流量控制比较困难，因而系统1实际进水量稍不不大于系统2，这导致其实际水力停留时间略短于表2中8 h，MLVSS也相应地较系统2偏高。作为对比性实验，这种差别对于系统1略为不利。
　　由表2可以看出，两个系统COD去除能力相称，并均高达90%以上，出水最高COD均在50 mg/L如下，表中系统1出水COD略高于系统2是其实际进水量偏大所致。可以说，倒置A2/O工艺在COD去除能力方面与常规A2/O工艺相称，是令人满意。
　　但值得注意是，两系统氮磷脱除功能有明显差别。系统1(倒置A2/O工艺)出水TN是8.9mg/L，去除率为84.7%；系统2(常规A2/O工艺)出水TN是14.9 mg/L，去除率为74.4%。系统1TN去除率比系统2整整高出10%。同样还观测到，系统1出水TP仅为0.67 mg/L，其TP去除率比系统2高出近9%。两系统出水水质这种明显差别阐明倒置A2/O工艺氮磷脱除功能确优于常规A2/O工艺。

表2   倒置与常规A2/O工艺运营参数
运营条件与效果
倒置A2/O工艺（系统1）
倒置A2/O工艺（系统2）
温度（℃）
29.6
29.6
HRT（h）
8
8
DO（mg/L)
1.8
2.0
回流比
污泥回流
2.0
0.71
内循环
0
1.80
共计
2.0
2.51
MLVSS（mg/L)
2117
1960
泥龄（d）
12
12
COD（mg/L)
进水
446
446
出水
39.9
38.7
去除率（%）
91.1
91.3
TN（mg/L)
进水
58.1
58.1
出水
8.9
14.9
去除率（%）
84.7
74.4
TP(mg/L)
进水
9.6
9.6
出水
0.67
1.51
去除率（%）
93.0
84.3

4、水样中化学需氧量（COD）测定

4.1、基本原理
COD是指水体中易被强氧化剂氧化还原性物质所消耗氧化剂量，换算成氧含量（mg/L）。测定期，在水样中加入H2SO4及一定量KMnO4溶液，置沸水浴中加热，使其中还原性物质氧化，剩余KMnO4溶液用一定量过量Na2C2O4还原，再以KMnO4原则溶液返滴定Na2C2O4过量某些，反映方程式为：

测定成果计算式为：

4.2、重要试剂

KMnO4溶液 0.02mol/L,0.002mol/L Na2C2O4原则溶液 0.005mol/L 1:3 H2SO4

4.3、实验办法

4.3.1、取20.00mL混合均匀水样（或适量水样稀释至20.00mL）置250mL磨口回流锥形瓶，精确加入10.00ml 0.25mol/L重铬酸钾原则溶液及数粒洗净玻璃珠或沸石，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢地加入30 ml硫酸--硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2小时（自开始沸腾时计时）。

4.3.2、冷却后，用90mL水从上部慢慢冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶。溶液总体积不得少于140mL,否则因酸度太大,滴定终点不明显。

5.3.3、溶液再度冷却或，加三滴试亚铁灵批示剂，用硫酸亚铁铵原则溶液滴定，溶液颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵原则溶液用量。

4.3.3、测定水样同步，以20.00mL蒸馏水，按同样操作环节作空白实验。记录滴定空白时硫酸亚铁铵原则溶液用量。

注：测定范畴为50mg/L——700mg/L。

缺陷：

1、耗时太多，每测定一种样需回流2个小时

2、回流设备占用空间大，使批量测定浮现困难；

3、分析费用较高，特别是硫酸银

4、回流水挥霍；

5、毒性汞盐易导致二次污染。

4.4、COD除去率
日期
空白/mL
水样1/mL
水样2/mL
稀释倍数
C[（NH4)2Fe(SO4)2]
COD(O,mg/L)
备注（27L)
.3.5
24.72
23.40
23.42
20
0.09758
1024
引进污水
.3.7
24.58
23.40
23.37
20
0.09758
932.9

.3.9
24.23
23.14
23.09
20
0.09758
870.4

.3.12
24.62
23.23
23.46
20
0.09758
917.3
引进污水
.3.14
24.37
23.25
23.21
20
0.09758
890.0

.3.16
23.60
22.69
22.49
20
0.09758
788.4

.3.20
22.19
21.08
21.04
20
0.09758
882.1
引进污水
.3.22
23.91
23.27