AOA工艺:城镇污水厂的低碳突围战!
2025年的春天,杭州湾的水面映着晨光,水下却正发生一场看不见的变革。在中国城镇供水排水协会的年会上,哈尔滨工业大学(深圳)董文艺教授提出一个熟悉又陌生的名词——AOA工艺。
什么是“AOA工艺”?
第一次听AOA,很多人会条件反射地问:
是不是把AO的顺序调了一下?并不是。AOA的全称是“缺氧-好氧-缺氧”(Anoxic–Oxic–Anoxic)。它不是AO换了个顺序那么简单,而是对污水厂里“有机物的命运”重新设计了一遍。在传统AO里,进水中的有机物(COD)一进入好氧段,就被大量曝气、迅速氧化分解掉,目的是降低有机污染。但AOA的思路是:
别急着“耗掉”这些有机物——它们不仅是污染物,还是宝贵的反硝化燃料。
AOA会先保护这些有机物,让它们进入微生物的细胞,转化成“胞内碳源”。这相当于给微生物的细胞仓库“囤了一批粮”。等到缺氧段,微生物就会动用这些“内存的粮食”来进行反硝化脱氮,把硝酸盐里的氮还原成氮气释放出去,同时还能参与除磷反应。这样一来,AOA就有几个明显优势:
● AOA不是“多曝气”而是“少曝气”——因为没急着氧化COD,曝气能耗立刻下降;
● AOA不是“外加碳”而是“自带碳”——进水COD被充分利用,不用额外买碳源药剂;
● AOA不是“只做脱氮”而是“脱氮+除磷齐上阵”——好氧段完成同步硝化反硝化和吸磷,后置缺氧段继续反硝化除磷,脱氮除磷一举两得。
AOA,凭什么被寄予厚望?
原因很直接:排放标准越来越狠。然我们来看看现在处理的标准:
国家一级A标准:TN ≤ 15 mg/L;
新一轮更严标准:TN ≤ 8 mg/L;
深圳湾、杭州湾等特定水体:TN甚至要压到5 mg/L。
这真是太严格了!这意味着,很多设计于十年前的污水厂,必须面对一次“提标生死考”。
另一重压力来自降本增效。
2023年底,国家发改委、住建部、生态环境部联合下发《关于推进污水处理减污降碳协同增效的实施意见》,点名2025年前要建成100座绿色低碳标杆厂。提标、扩容、节能、减碳——没有一项容易,尤其是在不增加投资的前提下。在出水目标越来越严、碳源成本越来越高的背景下,AOA就像一套节能省料的厨房,把有限的有机物,做成了一桌合格甚至超标的“脱氮除磷大餐”。我们看下AOA的最终效果是:
● 深度脱氮,TN可稳定做到<1 mg/L;
● 深度除磷,TP可控制在<0.1 mg/L;
● 综合运行成本显著降低。
一句话总结:AOA既能满足最严的排放标准,又能替污水厂省下一大笔钱。
这可不是乱吹,让我们看下中国首个全规模 AOA 应用。
该案例发表在高影响力期刊 Water Research,是国内首次将 AOA(Anaerobic–Oxic–Anoxic)工艺 在真实市政污水厂中全流程应用,并取得稳定运营成果、处理规模:日处理能力约 40,000 m³。
进水特点:碳氮比低,仅约 C/N ≈ 5,未添加外部碳源。
出水性能:TN 稳定约 7.5 mg/L,TP 达到高标准指标。核心工艺机制:前置缺氧段促使微生物将 COD 转化为胞内碳源(如聚羟基烷酸酯、聚糖等);后置缺氧段动用这些内部储备,实现高效反硝化和除磷 。
系统表现:该系统运行超过一年仍稳定达标,同时显著降低污泥产量、能耗与碳源投入。
改造难在哪?又如何破局?
真正的挑战,不在于AOA的工艺原理,而在于如何把它落到现有污水厂的框架里。
●生化段:需要重新核算负荷、反应速率、HRT以及好氧量,确保各功能区平衡运行;
● 二沉池:必须兼顾污泥沉降性、回流比和水力负荷,避免改造后出现“瓶颈”;
● 配套设备:风机、水泵、曝气搅拌、污泥脱水、除臭系统,都要与新工艺适配;
● 控制系统:不仅要覆盖进出水全过程监测,还要实现精准曝气和智能化调控。
董教授的建议很直接:
改造不是推倒重来,而是在原有构架里做“针灸式”优化,尤其是在容积分配、曝气策略和碳源利用上找到突破口,用最小的投入换来最大的提标效果。
最后的话
AOA不是AO的顺序换位,而是对有机物命运的一次重构:
从“氧化浪费”到“转化利用”
从“额外投加”到“自给自足”
它背后折射的是一种趋势:污水厂不再是耗能设施,而是资源工厂。
或许在不远的将来,AOA会成为城镇污水厂提标的“标配”。
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