A2O工艺在同时去除市政污水表面活性剂和营养物方面的效率与局限性

为什么更清洁的污水很重要

每次我们洗碗、洗衣或冲厕，都会把食物残渣、肥皂和像氮、磷这样的营养物冲入下水。如果这些物质在处理厂未被去除，会助长有毒藻华、危害野生动植物并威胁饮用水安全。本研究考察了一种常见的处理设计——A2O工艺——在去除市政污水中洗涤剂和营养物方面的效果，以及在全年实际运行中暴露出的薄弱环节。

该处理线的设置方式

研究对象位于伊朗雅兹德省，采用三段式生物系统：一池厌氧、二池微缺氧、三池曝气。污水先经过格栅和砾石去除，然后依次流经这些池段，接着在沉淀池中去除固体，最后对出水进行消毒。研究人员每月在该流程的多个取样点采样，检测每个阶段剩余的有机物、洗涤剂、氮和磷含量。

系统的强项

该厂在去除总体有机污染方面表现非常出色，通常用COD和BOD来衡量，这些指标反映水体若不处理将消耗的氧量。各季节平均这些数值被削减约96%到98%，最终出水远低于国家排放与再利用限值。以常见家用表面活性剂LAS代表的洗涤剂也被高效去除，各季节降幅均超过92%，最终出水中剩余水平最低。大部分清除发生在需氧池，那里活跃的微生物分解类似肥皂的分子。

系统的短板

相比之下，该系统在营养物去除方面表现较差，尤其是以硝酸盐形式存在的氮。在系统内部，废水中的氨在曝气池被转化为硝酸盐，但在微缺氧池并未将足够的硝酸盐还原为无害的氮气。因此，最终出水中的硝酸盐浓度略高于向地下渗吸井排放的最严格国家限值，尽管满足地表水标准。磷的去除也总体有限，仅去除了约四分之一的进水磷含量，尽管该工艺本应支持贮磷细菌的生长。

为何磷难以去除

研究指出了磷去除滞后的若干原因。沉淀池产生的污泥在干床中干燥，部分被回流至生物线起始端。在这些干床中，储存的磷更易释放回水体，因此回流带入了额外的磷负荷。同时，部分硝酸盐也被回流，悄然将首池由真正的无氧区变为微缺氧区，从而无法完全支持通常负责摄取和储存磷的微生物。洗涤剂自身在一定浓度下也可能对这些有益细菌产生压力，进一步限制了磷的截留。

对未来污水厂的启示

总体而言，研究结果表明A2O工艺可以可靠地将市政污水中的有机物和洗涤剂去除到符合或优于环境标准的水平，但对硝酸盐和磷的控制则不够稳定。对社区而言，这意味着仅仅安装A2O系统还不够；需要对曝气、污泥回流和碳源进行精细调节，使有益微生物能够按预期去除营养物。经过这样的优化，现有厂可以在继续处理日常的肥皂和生活废弃物的同时，更好地保护河流、湖泊和饮用水。

引用: zarei Mahmoudabadi, T., Teimouri, F., Bagheri, A.H. et al. Efficacy and limitations of the A2O process in simultaneous removal of surfactants and nutrients from municipal wastewater. Sci Rep 16, 16196 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45194-w

关键词: 污水处理, A2O工艺, 洗涤剂去除, 营养物污染, 市政污水