AB工艺的AB工艺的运行机理

实际上AB工艺是由城市排水管网和污水处理厂构成的处理系统。城市居民连续不断地排泄细菌，其中约5-10%的细菌能在好氧/兼性厌氧条件下存活和增殖。在排水管网中发生细菌的增殖、适应和选择等生物学过程，使原污水中出现生命力旺盛、能适应原污水环境的微生物群落。因此，城市污水实质上是污染物和微生物群体的共存体。在AB工艺的A级中充分利用了原污水中存在的生物动力学潜力。泰安市污水处理试验中观测到的现象表明，A级对BOD和COD的去除不是以细菌的快速增殖降解作用为主，而是以细菌的絮凝吸附作用为主。静态试验表明原污水中存在大量已适应原污水的微生物，这些微生物具有自发絮凝性。当它们进入A级曝气池后，在A级内原有菌胶团的诱导促进下很快絮凝在一起，絮凝物结构与菌胶团类似，絮凝的同时絮凝物与原有的菌胶团结合在一起，成为A级污泥的组成游芦部分，并具有较强的吸附能力和极好的沉降性能。被絮凝的微生物量与A级污泥浓度有关，污泥浓度低于1g/L时，絮凝效果差。与絮凝吸附发生的同时，微生物出现程度有限的增殖，这种增殖可能与A级污泥的促絮凝作用(或物质)的产生有关。根据泰安市污水处理试验，进水中以SS形式表达的微生物量按150mg/L计，A级出水微生物量为70mg/L。那么A级中由进水微生物形成的污泥浓度Xi可按下式计算:

Xi=Q△SQ c /V

式中:Q――进水流量；

Q c ――A级的泥龄；

△S――A级截留的微生物量；

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级的实际污泥浓度为2000mg/L，也就是说A级污泥中进水微生物占80%左右，仅20%左右由增殖作用产生。因此，A级中絮凝去除占A级BOD去除的65%左右，吸附和增殖导致的去除约占35%。增殖作用去除的BOD基本上是溶解性BOD。 A级中的微生物群体对有机污染物和毒物的冲击负荷有显著的缓冲能力，冲击负荷停止后A级能很快地恢复正常，因此A级的存在使进水水质的变化、污染物和有毒物质的冲击负荷不影响后续工艺的稳定运转。

A级的抗冲击负荷能力除了与吸附作用有关外，还与下面两种生物学过程密切相关。

(1)微生物突变

活性污泥中的任何细菌群体都能以各种各样的方式对环境变化作出反应。新环境形成的初期，不适应新环境的细菌死亡，随后从系统中消失。与此同时，新环境为其它细菌的优势增殖提供了有利条件。适应性细菌的重要来源是突变，致突变物质能导致突变，即遗传物质发生变化。这些突变中仅千分之一是能存活的正突变，其余都是致死突变。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 个正突变是可能的。除X射线和Y射线外，亚硝酸盐等化学物质也是诱变物质。污水中普遍存在的酸、碱和有毒物质的长期影响也能诱发突变。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级污泥对毒物的抗性则来源于:

(2)质粒的转移

在医疗方面，质粒转移往往造成抗药性基因的迅速传播，从而造成医疗困难，AB工艺中的A级环境特别有利于质粒的转移。质粒是环形的DNA分子，它们不受染色体支配，能侵入菌体并利用菌体的复制系统自我复制增殖。质粒普遍携带抗性基因，有的质卖山粒还携带一般细菌不具备的特殊基因，如降解PCB的基因。众多的质粒构成了细菌的抗性基因库和降解特殊有机物的基因库。在选择性工艺环境中(如冲击负荷)，质粒的抗毒性基因和降解特殊物质基因赋予细菌明显的优势。在正常的细胞分裂中，质粒能传给子细胞。质粒还能通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来源的限制，A级中高密度悬浮细菌的存在对接合有利。在A级中占优势地位的肠道细菌的接合过程需花费1.5-2.0h。假设A级泥龄为8h，那么在A级微生物中至少能发生4次接合，在此期中磨中间约10%的细菌受到质粒侵入。质粒在活性污泥中的传播，提高了活性污泥对环境变化、特别是化学变化的抗性。对污水处理厂(特别是工业废水处理厂)来说，处理效果和工艺稳定性的好坏与质粒的存在与否密切相关。 由于水体富营养化和水资源短缺问题日益严重；许多污水必须经过除磷脱氮处理，然后排入水体或回用。如果用其它工艺取代AB工艺的B级，可以使AB工艺具有深度处理效果。

(1)具有脱氮功能的AB工艺

在这类工艺中，B级由好氧工艺变成前置反硝化工艺(例如缺氧/好氧工艺)。

A级对氮和有机物的去除比常规机械处理高许多倍，明显改善了B级的硝化条件，使B级污泥中硝化菌比例明显提高，硝化速率随之大幅度提高，曝气区体积可以相应降低。对反硝化来说，可以通过改变A级的污泥负荷和运行方式调节A级的去除率，使反硝化所需的BOD 5 /TN比值(3左右)得到最优调节。试验结果表明B级污泥中，反硝化菌比例比常规生物脱氮系统的污泥高，反硝化率高2~3倍，例如，ARAkrefeld污水处理厂的B级污泥在无外加碳源的情况下反硝化速率为6.3mgNO 3 -N/gMLSS・h。由于具脱氮功能的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)具有除磷功能的AB工艺

由于污泥含磷量较高，排泥量大，A级能去除进水总磷的20~50%。如果把B级换成厌氧/好氧(A/O)除磷工艺，工艺终沉出水的磷浓度将很低(0.5mg/L以下)。也可以在B级中增设化学法除磷。前者的投资费用比普通活性污泥法低10%左右，后者则高5~20%。前者的运行费用比普通活性污泥法低10~20%，后者则高10%以上。

(3)AB工艺与生物除磷脱氮工艺的结合

泰安市污水处理厂将采用这类工艺，工艺流程由A级加生物除磷脱氮工艺(如A/A/C改良工艺)构成。对原污水水质波动大，BOD 5 和BOD 5 /TN比值高的污水来说，这类工艺不但能保证处理效果达到要求，而且工艺稳定性高、节能效果明显。