脱氮除磷工艺发展.doc

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1、污水脱氮除磷工艺的概述与展望摘要：近年来，城市污水（以城市牛活污水为主）屮氮磷营养物的排放使受纳水体屮藻类等植物大量繁殖，导致水体富营养化问题越来越严重，对城市污水进行脱氮除磷处理是防止水体富营养化的一种重要措施。FI前来看，污水脱氮除磷的主要方法有物理方法、化学方法及牛物方法。与物理法、化学法相比，牛物法具有适用范围广、投资及运行费用低、效果稳定、综合处理能力强等优点，已成为污水脱氮除磷的最佳选择。本文对现有的牛物脱氮除磷工艺进行了系统的介绍和分析，并对今后的发展方向作了展望。关键词：城市污水，脱氮除磷，工艺技术1•城市污水脱氮

2、除磷现状据近年来环境质量公报发布的消息，水体屮的主耍污染物为含氮磷的有机物。这些污染物进一步加剧了水资源短缺的孑盾，对可持续发展战略的实施带来了严重的负而影响。H前含氮磷污水的处理技术可分为物理法、化学法、物理化学法和牛物法。由于化学法与物理化学法成本高，对环境易造成二次污染,所以污水牛物脱氮除磷技术是20世纪70年代美国和南非等国的水处理专家们在化学、催化和牛物方法研究的基础丄提出的一种经济有效的处理技术，该技术由于处理过程可靠，处理成本低，操作管理方便等优点血被广泛使用o微牛物脱氮除磷技术按微牛.物在系统屮的不同状态，可分为活

3、性污泥法和牛物膜法，通过设立好氧区、缺氧区和厌氧区来实现硝化、反硝化、释磷和放磷以达到脱氮除磷的H的。具体的牛•物脱氮除磷工艺主要有:M/0法同步脱氮除磷工艺、牛物转盘同步脱氮除磷工艺、SBR工艺、氧化沟工艺、亚硝酸盐牛物脱氮工艺、AB法及其变型工艺等。污水经二级牛化处理后，氮的去除率仅为20%〜30%左右，磷的去除率则更低。因此脱氮除磷问题在二级处理普及率较高的工业化国家小受到了高度的重视。我国污水厂大多数以二级牛物处理为主。二级牛物处理厂去除对象主要是BOA和SS,仅有极少数厂（如广州犬坦沙污水厂）有脱氮除磷功能。我国水体富营

4、养化H趋严重，其原因一是城市污水处理率低;二是传统的活性污泥法仅能去除城市污水屮20%〜40%的氮以及5%〜20%的磷。因此大量兴建城市二级牛物处理厂，不但投资大，运行费用高，并且脱氮除磷的效率也并不高。在实际的工程设计屮，根据受纳水体的要求和其他一•些实际情况，生物脱氮除磷工艺可以分成以下几个层次（1）以去除有机物、氨氮为H的的工艺。因对总氮无要求，可以采用牛物硝化工艺，牛物硝化工艺与传统活性污泥法工艺流程完全相同,只是采用延时曝气。（2）以去除有机物和总氮（包括有机氮、氨氮及硝酸盐氮）为H的的工艺。因要去除总氮，因此应该采用牛

5、物反硝化工艺，需要在反应池前增设一个缺氧段，将好氧段屮含有硝酸盐的混合液回流到缺氧段，在缺氧的条件下，将硝酸盐反硝化成氮气。（3）以去除有机物、氨氮和有机氮、磷为FI的的工艺。采用除磷的硝化工艺,在反应地前增设一个厌氧段，在厌氧段内完成磷的释放，在好氧段内实现磷的超量吸收、有机物的氧化、有机氮及氨氮的硝化。（4）以去除有机物、总氮和磷为冃的的工艺。对于这种情况，应该采用完全的牛物除磷脱氮工艺。在反应池前既要增设一个厌氧段又耍增设一个缺氧段，以同时实现牛物除磷脱氮。2.生物脱氮除磷的原理2.1生物脱氮原理传统的牛物脱氮过程是在硝化细

6、菌和反硝化细菌的联合作用下，通过硝化和反硝化完成的。在好氧条件下，氨氮经硝化细菌的硝化作用转化为硝态氮或亚硝态氮；在缺氧条件下，硝态氮或亚硝态氮在反硝化细菌的作用下被还原为氮气，从而达到脱氮的H的。近年来同吋硝化反硝化现象、短程硝化反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺的发展,为理解污水脱氮机理指明了新的方向。同时硝化反硝化过程在同一条件下实现了脱氮，颠覆了传统脱氮理论认为硝化反应在好氧条件下进行、反硝化反应在厌氧条件下进行的认识。其屮，缺氧微环境理论是FI前普遍接受被认为是造成此类现象发牛的主要机理。短程硝化反硝化是指将氨氮的硝化过程控在N

7、02阶段，然后不经NO,的牛成过程直接由反硝化细菌将N（L转化为N。厌氧氨氧化工艺的原理是，自养型厌氧氨氧化细菌在厌氧环境屮以硝酸盐、亚硝酸盐作为电子受体，将氨转化为氮气。该工艺特别适用于高氨氮废水和低碳氮比废水处理。简而言之，脱氮新理论新现象的发现进一步深化了人们对脱氮过程的认识，为实现污水高效的脱氮奠定了坚实的基础。2.2生物除磷原理牛物除磷主耍是由一类统称为聚磷菌的微牛物在厌氧-好氧或厌氧-缺氧交替的环境下完成的。在厌氧条件下，聚磷菌将细胞内的聚磷水解为正磷酸盐，并从屮获取能量，同时吸收污水小的易牛物降解的COD,同化为胞内

8、碳源贮存物聚泾基烷酸（PHA）；在好氧或缺氧条件下，聚磷菌以分子态氧（例如或化合态（例如N03）作为电子受体，氧化代谢胞内贮存物PHA,同时释放能量，过量地从污水小摄取溶解态磷酸盐，并以聚磷形式贮存于细胞内，最终通过排放富磷污泥实现从污水中除磷的H