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1、污水處理中的脫氮除磷工藝摘要：在陳述城市污水生物脫氮除磷機理的基礎下，簡單分析生物脫氮除磷的處理工藝。關鍵詞：脫氮除磷；機理；工藝1前言城市污水中的氮、磷主要來自生活污水和部分工業(yè)廢水。氮、磷的主要危害:一是使受納水體富營養(yǎng)化;二是影響水源水質,增加給水處理成本;三是對人和生物產生毒害。上述危害嚴重制約了城市水環(huán)境正常功能的發(fā)揮,并使城市缺水狀況加劇，而且隨著人民生活水體的提高和環(huán)境的惡化，對水質的要求也越來越高。為了達到較好的脫氮除磷效果，環(huán)境工作者對一些傳統(tǒng)工藝進行了改進或設計出新工藝，本文簡單介紹一些脫氮除磷工藝。2生物脫氮原理【1】一般
2、來說,生物脫氮過程可分為三步:第一步是氨化作用,即水中的有機氮在氨化細菌的作用下轉化成氨氮。在普通活性污泥法中,氨化作用進行得很快,無需采取特殊的措施。第二步是硝化作用,即在供氧充足的條件下,水中的氨氮首先在亞硝酸菌的作用下被氧化成亞硝酸鹽,然后再在硝酸菌的作用下進一步氧化成硝酸鹽。為防止生長緩慢的亞硝酸細菌和硝酸細菌從活性污泥系統(tǒng)中流失,要求很長的污泥齡。第三步是反硝化作用,即硝化產生的亞硝酸鹽和硝酸鹽在反硝化細菌的作用下被還原成氮氣。這一步速率也比較快,但由于反硝化細菌是兼性厭氧菌,只有在缺氧或厭氧條件下才能進行反硝化,因此需要為其創(chuàng)造一個
3、缺氧或厭氧的環(huán)境(好氧池的混合液回流到缺氧池)。反應方程式如下:(1)硝化反應:硝化反應總反應式為:(2)反硝化反應:6另外,由荷蘭Delft大學Kluyver生物技術實驗室試驗確認了一種新途徑,稱為厭氧氨(氮)氧化。即在厭氧條件下,以亞硝酸鹽作為電子受體,由自養(yǎng)菌直接將氨轉化為氮,因而不必額外投加有機底物。反應式為:NH4+NO2→N2+2H2O3生物除磷原理【1】所謂生物除磷,是利用聚磷菌一類的微生物,在厭氧條件下釋放磷。而在好氧條件下,能夠過量地從外部環(huán)境攝取磷,在數量上超過其生理需要,并將磷以聚合的形態(tài)儲藏在菌體內,形成高磷污泥排出系統(tǒng)
4、,達到從污水中除磷的效果。生物除磷過程可分為3個階段,即細菌的壓抑放磷、過渡積累和奢量吸收。首先將活性污泥處于短時間的厭氧狀態(tài)時,儲磷菌把儲存的聚磷酸鹽進行分解,提供能量,并大量吸收污水中的BOD、釋放磷(聚磷酸鹽水解為正磷酸鹽),使污水中BOD下降,磷含量升高。然后在好氧階段,微生物利用被氧化分解所獲得的能量,大量吸收在厭氧階段釋放的磷和原污水中的磷,完成磷的過渡積累和最后的奢量吸收,在細胞體內合成聚磷酸鹽而儲存起來,從而達到去除BOD和磷的目的。反應方程式如下:(1)聚磷菌攝取磷:ADP+H3PO4+能量→ATP+H2O(2)聚磷菌的放磷:
5、ATP+H2O→ADP+H3PO4+能量4.脫氮除磷工藝4.1AB法【2】AB法污水處理工藝是一種新型兩段生物處理工藝，是吸附生物降解法的簡稱。該工藝將高負荷法和兩段活性污泥法充分結合起來，不設初沉池，A、B兩段嚴格分開，形成各自的特征菌群，這樣既充分利用了上述兩種工藝的優(yōu)點，同時也克服了兩者的缺點。所以AB6法工藝具有較傳統(tǒng)活性污泥法高的BOD、COD、SS、磷和氨氮的去除率。但AB法工藝不具備深度脫氮除磷的條件，對氮、磷的去除量有限，出水中含有大量的營養(yǎng)物質，容易引起水體的富營養(yǎng)化。AB法工藝對氮、磷的去除以A段的吸附去除為主。污水中的部分
6、有機氮和磷以不溶解態(tài)存在，在A段生物吸附絮凝的作用下通過沉淀轉移到固相中，同時生物同化也可以去除一部分以溶解態(tài)存在的氮和磷。剩余的磷進入B段用于B段的微生物的合成而得到進一步去除。這樣AB法工藝整體顯示出了比傳統(tǒng)活性污泥法高的氮、磷的去除效果。但是AB法由于自身組成上的特點，決定了其對氮、磷的去除量是有限的。4.2A2/O工藝【3】4.2．1傳統(tǒng)A2/O法A2/O是20世紀70年代在厭氧-缺氧工藝上開發(fā)出來的同步除磷脫氮工藝,傳統(tǒng)A2/O法即厭氧→缺氧→好氧活性污泥法。污水在流經三個不同功能分區(qū)的過程中,在不同微生物菌群作用下,使污水中的有機物
7、、氮和磷得到去除。其流程簡圖見圖1。原污水的碳源物質(BOD)首先進入厭氧池聚磷菌優(yōu)先利用污水中易生物降解有機物成為優(yōu)勢菌種,為除磷創(chuàng)造了條件,然后污水進入缺氧池,反硝化菌利用其它可利用的碳源將回流到缺氧池的硝態(tài)氮還原成氮氣排入到大氣中,達到脫氮的目的。4.2．2改良型A2/O法為了克服傳統(tǒng)A2/O工藝的一個缺點,即由于厭氧區(qū)居前,回流污泥中的硝酸鹽對厭氧區(qū)產生不利影響,改良A/O工藝在厭氧池之前增設厭氧/缺氧調節(jié)池,來自二沉池的回流污泥10%左右的進水進入調節(jié)池,停留時間20～30min,微生物利用約10%進水中有機物去除回流污泥中的硝態(tài)氮,
8、消除硝態(tài)氮對厭氧池的不利影響,從而保證厭氧池的穩(wěn)定性改良A/O工藝雖然解決了傳統(tǒng)A/O工藝中厭氧段回流硝酸鹽對放磷的影響,但增加調節(jié)池,占地面積及土建
