论污水处理中脱氮除磷技术的应用研究

摘要：近年来，随着工业化和城市化程度的不断提高，合成洗涤剂、化肥和农药广泛使用，大量氮、磷营养物进入水体，水体富营养化日益严重。水体富营养化现象是一种自然界普遍存在的进化过程，但是人类活动造成的水污染大大加速了这一过程。本文阐述了污水厂脱氮除磷改造的主要方法及应用，并对如何提高污水处理效果进行了了阐述。

关键词：A/A/O脱氮除磷内回流比污泥龄

中图分类号：C35文献标识码： A

污水处理是我国环保行业从业人员长期面临的一项艰巨的难题,氮和磷是生物的重要营养源。随着人口的持续增长和人们生活水平的不断提高，生活污水人均排放量持续增加，加之洗涤剂的普遍使用，以及二级生化处理城市污水出水中氮磷含量较高，排入水体后使受纳水体中氮、磷含量增加，蓝、绿藻大量繁殖，加速水体的富营养化进程，水质恶化，严重影响水生生物和人体健康。因此，解决氮磷污染问题对解决我国水环境污染问题具有重大意义。

1污水脱氮除磷机理

1.1污水脱氮除磷的必要条件。要提供脱氮除磷反应过程所必须的足够的碳源;要提供脱氮除磷反应过程所必须的反应容积;要提供脱氮除磷反应过程所必须的缺氧、厌氧、好氧环境。

1.2除磷机理。在厌氧池，在没有溶解氧和硝态氧存在的厌氧条件下，兼性细菌将溶解性BOD通过发酵作用转化为低分子可生物降解的VFA，优势菌种聚磷菌构成了活性污泥絮体的主体，利用聚磷酸盐的水解以及细胞内糖的酵解产生的能量将吸收的VFA运送到细胞内同化成细胞内碳能源储存物PHB，同时释放出磷酸盐。在好氧池中，聚磷菌所吸收的有机物被氧化分解，提供能量的同时从污水过量摄取磷，磷以聚合磷酸盐的形式储藏在菌体内而形成高磷污泥，通过排出剩余污泥统而除磷。

1.3生物脱氮机理。生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。首先，将污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌左右变成硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气溢出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH值以及碳源，生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。反硝化菌的生长主要是在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行。

1.4生物除磷机理。污水中磷的存在形态取决于废水的类型，最常见的是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷。在常规污水处理中，有机物的生物降解伴随着微生物菌体的合成，磷作为生物的生长元素也成为生物污泥的组分，从水中去除。目前污水生物除磷的机理比较一致的看法是：聚磷菌独特的代谢活动完成了磷从液态（污水）到固态（污泥）的转化。普通活性污泥中磷含量为1.5%～2.0%（P/VSS），而聚磷菌能将污泥中的磷含量提高到5%～7%，因而生物除磷要求创造适合聚磷菌生长的环境，从而使聚磷菌群体增殖。在工艺上通过在好氧段前设置厌氧段使聚磷菌获得选择性增长。

2影响脱氮除磷效果的因素

2.1 管网建设不配套，先天碳源不足。影响实际处理效率的重要原因是连接污水处理厂的配套管网建设严重滞后。众多城市污水处理规划设计普遍存在“重厂轻网”现象。处理厂设计规模偏大，管网却不配套，直接导致实际来水量严重不足。且大部分城市的配套管网建设都为雨污合流，致使污水处理厂进水浓度偏低，远达不到欧美国家的碳源浓度，降低了运行负荷率，进水碳源不足导致氮磷去除效果不理想，未能达到良好的减排效果。

2.2 设备设施达不到要求。我国部分污水处理厂硝化功能低，自动控制水平较差，加之运行技术人员缺乏经验，硝化效果的有无很大程度上依赖于自然界春夏秋冬的自然更替，部分污水处理厂提高硝化的效果仅仅是简单地减少排泥或者增加曝气量，远远没有达到优化运行的效果。这样的运行现状不仅使硝化效果无法得到稳定的保证，而且会造成极大的能源浪费。

2.3 进水水质及气候条件影响。大部分城市由于进水水质不稳定，平均进水浓度处于中等浓度水平，但日平均值变动大，化学需氧量和生化需氧量比值（B/C）偏低，进水悬浮物浓度的波动最为明显，严重影响了污水处理厂脱氮除磷的处理效果，达到一级标准A标准有一定的难度。然而，温度对除磷效果的影响虽不如对生物脱氮过程的影响那么明显，因为在高温、中温、低温条件下，有不同的菌群都具有生物脱磷的能力，但低温情况下硝化菌增殖速率会大大降低，导致出水氨氮升高。

3脱氮除磷改造工艺

3.1 提高混合液活性污泥浓度。倒置A／A／O工艺是将传统A2／O 工艺厌氧区和缺氧区对调, 即缺氧区、厌氧区、好氧区, 并取消了污泥内回流, 将外回流比控制在100%～ 200%。更重要的是克服了外回流带进的硝酸盐氮对厌氧释放磷的影响。同步A／A／O工艺是将曝气池溶解氧控制在较低水平, 提高活性污泥颗粒的缺氧、厌氧微环境比例, 从而促进曝气池中硝化、反硝化和放磷、吸磷同步发生。连续进出水间歇曝气工艺(即时序A／A／O) 是在单一反应器内连续进出水, 间歇曝气, 在时间序列上创造好氧、缺氧及厌氧环境新工艺。

3.2化学强化处理。物化法脱氮工艺主要有折点加氯, 选择性离子交换, 空气吹脱法等, 近20 年城市污水脱氮基本不用物化法。近年来经过投加铁盐、铝盐等混凝剂和有机高分子助凝剂能使一级处理系统得到强化, 能进一步去除污水中的有机物、总磷、SS, 但对氮去除不明显。该法对水温水质变化适应性强, 适合大流量、低浓度的合流污水。但是操作管理麻烦, 运行费用昂贵, 产生较多的化学污泥。

3.3氧化沟工艺。氧化沟是利用循环式混合曝气沟渠来处理污水。一般不设初沉池，采用延时曝气，连续进出水，结构形式为封闭式环形沟渠。污水在氧化沟曝气池的推动下作平流运动形成混合液生物絮凝体除磷脱氮，产生的污泥在曝气的同时得到稳定，无需设置污泥消化池。该工艺具有能耗少、占地面积小、耐冲击负荷、高效脱氮的特点。常用的氧化沟工艺类型有Carrousel 氧化沟、Orbal 氧化沟、一体化氧化沟、交替工作式氧化沟及其改良工艺。

3.4A2/O工艺。A2/O工艺系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区，可同时做到脱氮除磷和有机物的降解。污水和二沉池回流的活性污泥经格栅拦截悬浮物后进入厌氧反应区，池中兼性厌氧发酵菌在厌氧条件下将污水中可生化降解的大分子有机物转化为小分子的中间发酵产物，聚磷菌将贮存在体内的聚磷酸分解并释放出能量供专性好氧聚磷菌，剩余的部分能量供聚磷菌从环境中吸收VFA等易降解有机质，并以PHB的形式在体内贮存，出水进入缺氧池，反硝化菌利用来自好氧池回流液中NOx-N 及污水中有机质进行反硝化脱氮；聚磷菌在好氧池超量摄取水中的溶解态磷，最终通过排放高磷污泥除磷。

4结束语

生活尤其是工业污水却一直困扰着人们，而且也给人们的生活及工作带来了很大的不方便，因此无论是出于自身经济效益的考虑，还是出于对人们生活负责人的角度，都应该提高污水处理的效果，尽可能多的将污水进行有效的处理，相信通过该技术的实际应用，污水厂的污水处理问题会得到很好的解决。

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