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A2/O工藝的發展1932年開發的Wuhrmann工藝是最早的脫氮工藝(見圖1),流程遵循硝化、反硝化的順序而設置。由于反硝化過程需要碳源,而這種后置反硝化工藝是以微生物的內源代謝物質作為碳源,能量釋放速率很低,因而脫氮速率也很低。此外污水進入系統的第一級就進行好氧反應,能耗太高;如原污水的含氮量較高,會導致好氧池容積太大,致使實際上不能滿足硝化作用的條件,尤其是溫度在15℃以下時更是如此;在缺氧段,由于微生物死亡釋放出有機氮和氨,其中一些隨水流出,從而減少了系統中總氮的去除。因此該工藝在工程上不實用,但它為以后除磷脫氮工藝的發展奠定了基礎。
1962年,Ludzack和Ettinger首次提出利用進水中可生物降解的物質作為脫氮能源的前置反硝化工藝,解決了碳源不足的問題。
1973年,Barnard在開發Bardenpho工藝時提出改良型Ludzack-Ettinger脫氮工藝,即廣泛應用的A/O工藝(見圖2)。A/O工藝中,回流液中的大量硝酸鹽到缺氧池后,可以從原污水得到充足的有機物,使反硝化脫氮得以充分進行。A/O工藝不能達到完全脫氮,因為好氧反應器總流量的一部分沒有回流到缺氧反應器而是直接隨出水排放了。
為了克服A/O工藝不完全脫氮的不足,1973年Barnard提出把此工藝與Wuhrmann工藝聯合,并稱之為Bardenpho工藝(見圖3)。
Barnard認為,一級好氧反應器的低濃度硝酸鹽排入二級缺氧反應器會被脫氮,而產生相對來說無硝酸鹽的出水。為了除去二級缺氧器中產生的、附著于污泥絮體上的微細氣泡和污泥停留期間釋放出來的氨,在二級缺氧反應器和最終沉淀池之間引入了快速好氧反應器。Bardenpho工藝在概念上具有完全去除硝酸鹽的潛力,但實際上是不可能的。
1976年,Barnard通過對Bardenpho工藝進行中試研究后提出:在Bardenpho工藝的初級缺氧反應器前加一厭氧反應器就能有效除磷(見圖4)。該工藝在南非稱5階段Phoredox工藝,或簡稱Phoredox工藝,在美國稱之為改良型Bardenpho工藝。
1980年,Rabinowitz和Marais對Phoredox工藝的研究中,選擇3階段的Phoredox工藝,即所謂的傳統A2/O工藝(見圖5)。
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