常見污水脫氮除磷技術(shù)介紹

高大朗+李琳

摘要：隨著污水排放標準的提高，污水脫氮除磷技術(shù)越來越受重視，本文介紹了目前生產(chǎn)生活中常見的污水脫氮除磷技術(shù)原理及特點，以供相關(guān)城鎮(zhèn)污水處理廠在選擇污水處理時作為參考。

關(guān)鍵詞：污水處理；脫氮；除磷；

引言：

隨著世界經(jīng)濟的發(fā)展，以及人們環(huán)保意識的增強，世界各國對污水的排放標準均做出了更高的要求，通過常規(guī)的污水處理技術(shù)不能保證污水中氮磷的去除可以達標，因此污水處理廠對所處理排放污水的脫氮除磷技術(shù)越來越重視。眾所周知，水體中氮、磷含量超標是導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的罪魁禍首，不光導(dǎo)致大量的經(jīng)濟損失，還帶來了難以估量的環(huán)境破壞，大量魚類死亡，水體發(fā)臭，需要很長的時間才能恢復(fù)甚至不可恢復(fù)。隨著城市規(guī)模的擴大，城市污水的排放量也在逐年增加，必須對現(xiàn)有的生物處理系統(tǒng)進行改造，以滿足其對脫氮除磷的要求。目前在我國的污水處理技術(shù)中常用的仍為生物技術(shù)。

一、生物脫氮原理

氮元素在新鮮污水中的存在形式主要有以下兩類，一是有機氮，例如蛋白質(zhì)、尿素、氨基酸、胺類化合物等；另一類是氨態(tài)氮，或，一般以前者為主。含氮化合物在污水中微生物的作用下會發(fā)生三大類反應(yīng)，一，氨化反應(yīng)；二，硝化反應(yīng)；三，反硝化反應(yīng)。

氨化反應(yīng)是指有機氮化合物在氨化菌的作用下，被分解成為氨態(tài)氮。硝化反應(yīng)是指氨態(tài)氮首先在亞硝化菌的作用下變?yōu)閬喯跛猁}氮，然后在硝酸菌的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橄跛岬?。硝化反?yīng)的進行對環(huán)境變化極為敏感，所以硝化反應(yīng)的進行必須滿足一定的外部條件。1，必須滿足一定的溶解氧即DO含量大于2.0mg/L，，2，硝化反應(yīng)中回釋放出，導(dǎo)致混合液中pH下降，因此混合液中必須保持足夠的堿度起緩沖作用。一般來說，1g氨態(tài)氮需要堿度（以碳酸鈣計）7.14g。3，BOD值不宜過高，一般控制在15-10mg/L以下。反硝化反應(yīng)是指硝態(tài)氮在反硝化菌的作用下被還原為或NO等的過程。反應(yīng)進行時的DO應(yīng)控制在0.5mg/L以下，pH為7.0-7.5.

通過一系列反應(yīng)最終使污水中的氮元素得以一定程度去除。

二、生物除磷原理

磷元素在污水中主要以有機磷和無機磷兩種存在形式。生物除磷是指利用聚磷菌等微生物在好氧條件下對磷元素過量攝取，在厭氧條件下釋放出來，使磷元素的含量得以降低。

三、脫氮技術(shù)

（1）硝化-反硝化技術(shù)

硝化-反硝化技術(shù)可以分為一段硝化和兩端硝化。其中，一段硝化法是指在同一反應(yīng)池中進行硝化-反硝化，硝化細菌比好氧異養(yǎng)菌的世代周期長，所以一般要控制污泥停留時間在3d以上，另外，硝化反應(yīng)所需的BOD值較低只有有機負荷降低到一定程度才能反應(yīng)?，F(xiàn)一般在曝氣池內(nèi)添加某種填料載體以固定硝化細菌使反應(yīng)周期縮短。兩段硝化法是指有機物的降解和脫氮反應(yīng)分別在兩個池中進行。首先利用活性污泥法去除水中的BOD然后在其后面放置供脫氮反應(yīng)的反應(yīng)池。進行脫氮反應(yīng)的區(qū)域一般都由兩部分構(gòu)成，一部分好氧區(qū)，一部分厭氧區(qū)。分別進行硝化和反硝化反應(yīng)以去除多余的氮元素。

（2）缺氧-好氧活性污泥法

在活性污泥工藝主體內(nèi)設(shè)置兩座反應(yīng)池，前面為反硝化反應(yīng)池，后為主體反應(yīng)池，在主體反應(yīng)池內(nèi)進行BOD的去除和硝化反應(yīng)。主體反應(yīng)池內(nèi)處理過的水循環(huán)至反硝化反應(yīng)器。為控制反應(yīng)池的環(huán)境需要向注意反應(yīng)池內(nèi)投加一部分堿性物質(zhì)。設(shè)置內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)，向前置的反硝化池回流反應(yīng)過的硝化液是此種處理工藝的主要特點。還可將兩個反應(yīng)區(qū)域用隔板隔離合建在一個池中。

此種脫氮處理工藝流程簡單，裝置少，建設(shè)費用和運行費用都比較低。不足之處為脫氮效果難以繼續(xù)提高，一般很難達到90%。

四、除磷技術(shù)

（1）厭氧-好氧除磷工藝

本工藝同厭氧-好氧脫氮工藝類似，由一個前置的厭氧池和一個宮BOD去除和吸收磷的好氧曝氣池組成。曝氣池后設(shè)置沉淀池，將沉淀池中的含磷污泥回流至厭氧池內(nèi)與原污水混合進行厭氧釋磷。如此循環(huán)，后將沉淀池內(nèi)的高含磷污泥排出作為肥料。

此種工藝流程簡單，不需投藥，建設(shè)投資費用較低，運行費用也不高?；旌弦旱奈勰喑两敌阅芎茫话l(fā)生污泥膨脹。但也存在一些問題，例如除磷效果難以進一步提高，當污泥在沉淀池內(nèi)停留的時間較長時會產(chǎn)生污泥厭氧釋磷的現(xiàn)象，造成處理效果變差，因此要注意污泥及時排出。

五、同步脫氮除磷工藝

（1）Bardenpho工藝

本工藝由第一厭氧反應(yīng)器、第一好氧反應(yīng)器、第二厭氧反應(yīng)器、第二好氧反應(yīng)器及沉淀池構(gòu)成。污水進入第一厭氧反應(yīng)器，與第一好氧反應(yīng)器1回流的經(jīng)過硝化反應(yīng)的污水以及經(jīng)過好氧吸磷后靜置的回流污泥混合，在此區(qū)域內(nèi)發(fā)生反硝化反應(yīng)以及厭氧釋磷，經(jīng)第一厭氧反應(yīng)器處理過的混合液進入第一好氧反應(yīng)池，在這個池內(nèi)主要進行BOD的去除和硝化作用以及少部分的好氧吸收磷。不過，后兩者的作用并不十分明顯。然后進入第二厭氧反應(yīng)器內(nèi)進行發(fā)起反硝化和厭氧釋磷，主要以反硝化為主，去除氮元素。然后進入第二好氧反應(yīng)器，主要作用是吸收磷，其次為硝化作用，并且有一定的去除BOD的作用。

本種工藝設(shè)置的反應(yīng)數(shù)目較多，運行比較繁瑣，成本較高，但處理效果好，脫氮率達百分之九十以上，除磷率可達百分之九十七。

（2）A-A-O工藝

本工藝亦稱工藝，從本質(zhì)上來講，把它叫做厭氧-缺氧-好氧工藝更為貼切。反應(yīng)的系統(tǒng)依次設(shè)置厭氧反應(yīng)器，缺氧反應(yīng)器，好氧反應(yīng)器，沉淀池。從沉淀池中回流的含磷污泥與原污水混合，在厭氧反應(yīng)器內(nèi)進行釋磷作用，然后進入缺氧反應(yīng)器，在此主要進行的是脫氮作用，其中硝態(tài)氮由好氧反應(yīng)器內(nèi)回流進入，經(jīng)過處理后的混合液進入好氧反應(yīng)器，在其中進行BOD的去除，硝化反應(yīng)以及磷的好氧吸收，然后回流至缺氧反應(yīng)器。沉淀池的作用是進行泥水分離，經(jīng)沉淀分離出的泥回流至厭氧反應(yīng)器。

此工藝可稱為最簡單的同步脫氮除磷工藝 并且不會發(fā)生污泥膨脹的現(xiàn)象，運行費用低。但脫氮除磷效果難以繼續(xù)提高，適用于氮磷含量不高的廢水處理。

（3）UCT工藝

UCT工藝與A-A-O工藝相似，有兩處不同，一是污泥回流到缺氧區(qū)而不是厭氧區(qū)，使得進入?yún)捬鯀^(qū)的硝酸鹽含量減少，改善了厭氧區(qū)磷的吸收；二是內(nèi)循環(huán)是從缺氧區(qū)回流至厭氧區(qū)，為增加厭氧區(qū)對有機物的利用提供了保證經(jīng)過這樣的設(shè)計，進一步提高了脫氮除磷效果，并且縮短了水力停留時間。

（4）生物轉(zhuǎn)盤脫氮除磷工藝

經(jīng)預(yù)處理的污水，在經(jīng)兩級生物轉(zhuǎn)盤處理后，BOD已得到一定講解，隨著轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)動交替出現(xiàn)缺氧厭氧好氧環(huán)境對氮磷進行去除，構(gòu)造簡單，但總體效果不太好處理量小。

六、污水的化學除磷法

污水經(jīng)過二級處理后，總磷仍不達標或有一些其他要求下可采用化學除磷法，向含磷污水中投加鋁鹽、鐵鹽或者石灰使之與磷發(fā)生反應(yīng)生成沉淀是磷去除，是典型的化學沉淀法，應(yīng)滿足一定的環(huán)境條件。

參考文獻：

【1】張自杰《排水工程》第五版中國建筑工業(yè)出版社

【2】武志力 污水脫氮除磷工藝研究endprint