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摘要：文章首先对A2/O工艺的基本原理进行了阐述，并提出了改进A2/O工艺处理生活污水背景下脱氮除磷效果的研究内容；其后，研究了改进A2/O工艺处理生活污水的系统实现方法；最后，对改进后A2/O工艺处理生活污水的脱氮除磷效果进行了评价。
关键词：生活污水；人工湿地；脱氮除磷
引言
做好生活污水的治理工作，对农村地区居民生活环境的质量改善极为重要。近几年来，随着我国社会经济的不断发展，以及民生品质的日益提升，广大农民在生活中消耗使用的物品资源越来越复杂化，生活污水的排放污染问题也随之日益严峻。在此背景下，我们有必要以安徽蚌埠市禹会区美丽乡村湿地处理系统的项目建设为例，对改进A2/O工艺处理生活污水的脱氮除磷效果展开探究讨论。
一、改进A2/O工艺处理生活污水的脱氮除磷原理
A2/O工艺又叫做“A-A-O”工艺，即“Anaerobic-Anoxic-Oxic”的简写，意为“厌氧-缺氧-好氧”。将该工艺应用到生活污水的治理实践中，就是构建出厌氧反应、缺氧反应与好氧反应三个工序环节，使污水在渐进式的处理过程中逐步脱去氮、磷等有害物质，从而达到净化污水质量、降低排放污染的目的。在蚌埠市禹会区美丽乡村湿地处理系统的建设中，为了提高单位面积内生活污水的污染去除率，并降低污水处理的投入成本，主要采取了以下几点改进与研究手段：
第一，对传统的A2/O工艺运行模式进行改进，转而采用A1/O1/A2/O2的多组合系统架构方式，在O1反应区中放置充足的好氧填料，并实施曝气处理。处理后，对A1、O1、A2、O2四个区域中排出污水的COD浓度、总氮浓度、硝氮浓度、浑浊度等进行采样检测，以分析工艺改进后的脱氮效果[1]。
第二，在A1、O1、A2、O2四个区域中设置净化槽，以此进一步强化生活污水处理系统的脱氮除磷能力。其后，以A2反应区的分段进水作为切入点，评估这一改进方法的有效性。
第三，对生活污水处理系统中各区段进水端的生物滤床进行种群结构分析，从而了解不同微生物对污水处理功能的影响，并将研究结果作为进一步改进方案的重要制定依据。
第四，对生物污水处理系统中各区段的生态系统基质成分进行分析，具体指标如基质的孔径分布、形貌特征等，以获知基质与脱氮除磷功能之间的联系性，从而选择出更有效的人工湿地基质设计方案。
二、改进A2/O工艺处理生活污水的系统实现方法
为了实现A2/O工艺的改进应用，构建出高水平、深度化的生活污水处理系统，主要采取了表面流湿地与潜流湿地相组合的技术手段，开展安徽蚌埠市禹会区美丽乡村湿地处理系统的设计与建设。在表面流湿地的建设中，首先需要对目标区域的土壤环境进行生石灰消毒、铺砂找平等改善处理，并注入足量的水分，以此为沉水植物、挺水植物创造出湿度适宜的生长条件。其后，选择土壤水分蒸腾量小、益于植被根系恢复与生长的时期，开展挺水植物的规则式种植活动。具体种植类型有苦草、轮叶黑藻等，种植间距设计为300mm。最后，检查挺水植物的栽植质量，对长势倾斜的植株进行及时调整，并待潜流湿地构建后统一进行注水处理；在潜流湿地的建设中，首先需要对土壤进行预处理，覆盖两布一膜，并布置出适量的给水管。处理完成后，将200mm厚度（上行潜流湿地为400mm）的表层土铺设到土工布上方，作为湿地植物的种植层。其后，在底部、中部设置集水、布水与填料层。集水、布水层以PVC管道为主要材料，并在管道上若干个φ10mm的孔径，以此实现水分的有效导入。填料层分为自上而下的三个层次，应用材料分别为瓜子片、沸石与石灰石，其所承担的基质作用依次为净化、除氮、除磷。最后，在填料铺层结束后，将湿地植物移栽到种植层上，并注水至标高处，以此实现人工湿地污水净化系统的构建。
在湿地建成后，湿地植物可充分发挥出其根系部位的泌氧功能，从而将大量的氧气输送到水体与大气环境中，并促使湿地环境内形成好痒、厌氧等区域。这样一来，便可在湿地植物、基础填料等污水有害物质处理主体的基础上，催生、活化大量以硝化菌为代表的微生物种群，从而达到高水平、理想化的脱氮除磷效果[2]。
三、改进A2/O工艺处理生活污水的脱氮除磷效果
依照改进前后的A2/O工艺模式设置建立实验组与对照组，并对不同条件的下生活污水脱氮除磷治理效果进行采样调查与实验分析，主要得到以下研究结果：
第一，氮的去除效果：（1）在出水口高度为50cm的条件下，对两组实验下的污水样本TN浓度进行检测。测定显示，改进前工艺的TN出水浓度为33.5mg/L，污染去除率为42.5％。改进后工艺的TN出水浓度为21.8mg/L，污染去除率为62.4％；在出水口高度为70cm的条件下，对两组实验下的污水样本TN浓度进行检测。测定显示，改进前工艺的TN出水浓度为38.2mg/L，去除率为30.3％。改进后工艺的TN出水浓度为37.2mg/L，去除率为34.7％。由此可见，A2/O工艺改进后，生活污水的除氮效果有了明显提升。同时，出水口的高度越低，TN的去除能力越强。究其原因，主要是当出水口位置处于较低水平时，湿地系统内部的DO浓度更高，硝化菌的活性也更强，进而使得NH3-N更多地转化为NO3-N，从而达成除氮质量的提升；（2）将两组实验的出水高度均控制为50cm，并将传统的瞬时进水方式改变为间歇进水。测定显示，改进前工艺的TN去除率由30.3％提升至52.5％，改进后工艺的TN去除率提升至75.7％。由此可见，通过改变湿地系统的水分供给方式，也可有效提高其除氮能力；（3）在原有基质条件的基础上，加入适量的椰壳材料。其后，再对实验组的除氮效果进行检测。测定显示，污水样本中TN的去除率有了进一步提升，达到了90.6％的高水平。究其原因，主要是椰壳可作为一种缓释碳源，对微生物的反硝化作用形成电子供应支持，从而再次强化湿地系统的除氮能力[3]。
所以，在改进A2/O工艺后，尽量降低出水口高度，采取间歇性的进水方式，并适量应用椰壳材料，可达到理想化的生活污水除氮效果。
第二，磷的去除效果：对处理前污水样本的磷含量进行检测，测得结果为6.1mg/L。其后，将污水样本分别通入到实验组与对照组的反应器当中，模拟人工湿地系统的处理条件。测定结果显示，改进前A2/O工艺下的出水TP含量为0.89mg/L，TP去除率为85.41％。改进后A2/O工艺下的出水TP含量为0.51mg/L，TP去除率为91.64％。由此可见，改进后工艺方案具备更优质的除磷效果。究其原因，主要是通过采取A1/O1/A2/O2的多组合系统架构方式，使用多段进水的技术手段，可使污泥在回流后进入到预缺氧区当中，继而使得硝态氮在COD作用下发生反硝化反应。这样一来，污水进入厌氧区后的硝态氮浓度显著降低，从而弱化了硝化菌与聚磷菌之间的碳源竞争现象，同时回流污泥中的DO也实现了显著减量。由此，工艺改进后湿地系统的厌氧池便形成了更好的释磷、除磷条件。同时，改进工艺后O1反应区中放置有充足的好氧填料，且对污水进行了曝气处理，这也是提升湿地系统除磷效果的重要原因之一。除此之外，工艺改进后引入了预缺氧环节，更有利于污水成分转化形成挥发性脂肪酸。结合实践来看，挥发性脂肪酸的浓度值也可视为影响人工湿地系统生物除磷能力的重要指标。
结论
总而言之，通过构建表面流湿地与潜流湿地相结合的人工湿地系统，对传统的A2/O工艺进行改进，可充分发挥出土壤、植物、微生物、基质材料等的水污染处理作用，从而实现农村地区生活污水处理效率与效果的显著提升。同时，通过建设湿地系统、运用改良工艺，还可达成污水处理成本的大量节约，因此无论是在经济性上还是在实用性上，本工艺均有良好的推广价值与应用前景。
参考文献：
[1]夏斌.人工湿地处理农村生活污水的问题诊断与氮磷强化去除技术研究[D].上海师范大学，2020.
[2]赖信可，赖志鹏，张远斌.回流比对一体化AAO-MBR污水处理装置脱氮除磷效果影响的中试研究[J].广东化工，2019，46（19）：139-142+154.
[3]王琼，庞雪玲，史彦伟.改良A~2/O工艺处理生活污水的脱氮除磷效果[J].中国给水排水，2018，34（23）：100-104.