污水處理中脫氮除磷方法總結(jié)

胡錦標(biāo) 靳芳亮

（鄭州大學(xué)，河南 鄭州 450001）

工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，產(chǎn)生大量污水，在排入江河湖海前必須進(jìn)行深度處理，以滿足出水水質(zhì)的要求。大量的氮和磷進(jìn)入水體，超出了水體的自凈能力，導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化，對(duì)生態(tài)環(huán)境及水生生物造成局地達(dá)傷害。所以，在污水進(jìn)入水體前，必須去除污水中氮磷．但是許多情況下還不能完美的實(shí)現(xiàn)，以致于造成全球性污染。此外，如果可以在廢水處理過(guò)程中回收其中的氮磷，那么不僅廢水處理成本會(huì)迅速降低，而且開(kāi)創(chuàng)了氮磷的循環(huán)利用的新途徑，符合我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的基本方針[1]。

1 水體中氮磷的主要來(lái)源

我國(guó)水體氮磷污染主要來(lái)自日常生活污染、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染及工業(yè)生產(chǎn)污染源。生活氮磷污染來(lái)自城市人口的排泄物、食品廢物和合成洗滌劑。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)污染主要是農(nóng)用化肥大量流失。工業(yè)污染主要為食品加工企業(yè)、化肥生產(chǎn)企業(yè)等工業(yè)廢水中含有大量氮，磷化工行業(yè)排放含磷廢水。此外，畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖、旅游、航運(yùn)等也對(duì)流域水體富營(yíng)養(yǎng)化造成了巨大的壓力。

2 生物脫氮原理

現(xiàn)行的脫氮原理主要為以傳統(tǒng)活性污泥法為代表的好養(yǎng)生物處理法，其主要功能是去除污水中呈溶解狀態(tài)的有機(jī)物。生物脫氮主要分為氨化作用、硝化作用、反硝化作用三個(gè)過(guò)程，在此過(guò)程中, 水中的有機(jī)氮先在氨化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)化成氨氮,然后在硝酸菌的作用下進(jìn)一步氧化成硝酸鹽，最后在反硝化細(xì)菌的作用下被還原成氮?dú)?，從而完成一個(gè)完整的脫氮循環(huán)過(guò)程。

3 生物除磷原理

生物除磷主要利用聚磷菌一類的微生物,這些細(xì)菌能夠在好氧時(shí)過(guò)量地從外部環(huán)境提取磷，并將磷以聚合的有機(jī)質(zhì)形式貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，排除系統(tǒng)外，從而達(dá)到從廢水中除磷的效果。一般該類細(xì)菌在厭氧時(shí)釋放出過(guò)量攝取的磷，恢復(fù)其代謝磷的能力。

4 脫氮除磷工藝

4.1 AB改進(jìn)工藝

AB污水處理工藝是一種新型兩段生物處理工藝，即生物吸附-生物降解兩段活性污泥法，AB法對(duì)BOD、COD、氨氮的去除率高于傳統(tǒng)活性污泥法，但是該工藝深度處理氮磷能力較差，因此需要對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到出水水質(zhì)要求，防止由于氮磷處理不充分而導(dǎo)致水體富營(yíng)養(yǎng)化。主要的改進(jìn)措施包括增加污泥回流裝置，提高C源利用率；增加其它方式的C源，充分除去水中氮磷，改進(jìn)后的AB工藝適用于大部分污水處理廠，在我國(guó)污水處理廠中應(yīng)用較為廣泛。

4.2 A/O工藝

A/O工藝即厭氧／好氧工藝，通過(guò)聚磷菌在厭氧和好氧的循環(huán)實(shí)現(xiàn)磷的去除，是最基本的生物脫氮除磷工藝。設(shè)備簡(jiǎn)單、操作要求較低，但是傳統(tǒng)A/O工藝出水水質(zhì)較差，對(duì)水質(zhì)要求苛刻，無(wú)法去除高濃度污水中的氮磷，近期研究表明，分段進(jìn)水A/O工藝可以較好地解決上述缺點(diǎn)，有效地去除高濃度水中的氮磷，但其可能會(huì)絲狀菌污泥膨脹[2]，應(yīng)用方面還有較多局限性。

4.3 A2/O工藝

A2/O工藝具有較高的有機(jī)物去除和脫氮除磷能力，對(duì)于高濃度的工業(yè)廢水與生活污水處理效果明顯，在北方寒冷的冬季，依然能正常穩(wěn)定的工作，但其對(duì)C源要求較高，脫氮與除磷兩者之間的碳源矛盾依舊存在。而在此基礎(chǔ)上改進(jìn)的倒置A2/O工藝采用兩點(diǎn)進(jìn)水，降低初沉池的停留時(shí)間,進(jìn)水的碳源有機(jī)物增加，初步解決了C源不足的問(wèn)題。此外，該流程還有簡(jiǎn)潔、投資省、能耗低、整個(gè)工藝運(yùn)行穩(wěn)定,抗沖擊能力強(qiáng)、管理方便等優(yōu)點(diǎn)，非常適合應(yīng)用于老污水廠改造[3]。

4.4 氧化溝

氧化溝工藝是20世紀(jì)50年代初期逐步形成的一種污水處理方式，通過(guò)污水中的硝化反硝化反應(yīng)進(jìn)行高效率的脫氮除磷。近些年，奧貝爾氧化溝（Orbal）工藝逐步發(fā)展起來(lái)，通過(guò)在外溝道中同時(shí)進(jìn)行硝化反硝化反應(yīng)，能有效地減少反應(yīng)設(shè)備的數(shù)量和尺寸、氧氣的供給、大幅度降低碳源的投加，節(jié)省諸多費(fèi)用[4]，以此達(dá)到節(jié)約能耗，低成本運(yùn)營(yíng)的目的。

4.5 SBR工藝與SBR變型工藝

SBR工藝即序批式活性污泥法，該方法工藝流程較為簡(jiǎn)單，脫氮除磷效果明顯，適用于大部分常規(guī)濃度的污水處理，且運(yùn)行方式靈活、可控性較強(qiáng)，是我國(guó)中小型污水處理廠應(yīng)用最為廣泛的工藝之一。但其也存在積利用率低、脫氮除磷效果不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，這些不足嚴(yán)重限制了SBR工藝的處理能力[5]?；诨钚晕勰噢D(zhuǎn)移改進(jìn)后的SBR工藝可以較好地避免上述不足，提高了氮磷去除率，但其設(shè)備改進(jìn)工藝較為復(fù)雜，尚且無(wú)法大面積應(yīng)用。

此外，工業(yè)脫氮除磷方法還有CAST工藝、OCO工藝、Dephanox工藝、Unitank工藝、百樂(lè)卡（BIOLAK）工藝等，但由于各種條件限制及技術(shù)制約，未得到大范圍推廣使用。

5 結(jié)語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，污水量排放量逐年增加，江河湖庫(kù)及近海海域普遍受到不同程度污水的污染，因此，國(guó)家的水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)日趨嚴(yán)格，所以污水處理已不能局限于滿足排放標(biāo)準(zhǔn),更要充分考慮污水的資源化和能源化,朝著最低的氮磷排放量與有效回收利用處理后的氮磷等可持續(xù)污水處理工藝的方向發(fā)展。

[1]王廣偉；邱立平；張守彬廢水除磷及磷回收研究進(jìn)展[期刊論文]-水處理技術(shù)2010,36(3)

[2]單巧利分段進(jìn)水A/O工藝中試研究2007年8月7日

[3]黃理輝倒置A2/O工藝生產(chǎn)性試驗(yàn)研究2002

[4]麥松冰奧貝爾氧化溝的工藝改良試驗(yàn)研究2007年8月16日

[5]楊慶；彭永臻序批式活性污泥法原理與應(yīng)用2010