生活污水脫氮除磷工藝

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1、生活污水脫氮除磷工藝-污水處理【摘要】有效地降低廢水中氮、磷含量已成為現代廢水處理技術的一項新課題。而傳統(tǒng)的化學法或物理化學法進行脫氮、除磷不僅運行費用高，也不適合污水處理量很大的城市。因此，采用生物方法對含氮、磷污水進行處理成為研究和現場應用的熱點。本文對此進行了探討。【關鍵詞】生活污水；脫氮除磷；工藝　　一、生活污水脫氮除磷的重要性　　在我國廣大城市和農村，由于資金和技術的原因，污水處理設施嚴重不足，近80%的污水未經有效處理就直接排入自然水體，已經使全國近40%的河段遭受污染，90%以上城市水域被嚴重污染，其中化學需氧量859.4萬t；氨氮排放量97.3萬t

2、。現有的二級生物處理法無法實現氮磷去除，大量未經處理的氮磷直接排入受納水體，造成水體富營養(yǎng)化嚴重。由于氮磷是藻類生長的限制因子，廢水中排放的氮磷會引起藻類的過渡繁殖，導致水體的富營養(yǎng)化。隨著氮磷污染問題的日益尖銳化以及公眾環(huán)境意識的加強，越來越多的國家和地區(qū)制定了相當嚴格的污水氮磷排放標準和不同的等級的實施規(guī)劃。常規(guī)的二級生化處理工藝穩(wěn)定可靠，可以有效地降低污水的BOD，但對污水中同時存在的N、P等營養(yǎng)物只能去除10%～20%，而典型城市污水中TKN：50～60mg/L，TP：4～20mg/L，因此采用傳統(tǒng)的二級生化處理工藝并不能夠全面解決營養(yǎng)物對水體的污染和富營

3、養(yǎng)化危害的問題，其結果遠不能達到二級排放標準。因此，采用生物方法對含氮、磷污水進行處理成為研究和現場應用的熱點。　　二、生物脫氮除磷機制研究　　1、生物處理中氮的轉化　　污水中的氮主要以氨氮和有機氮形式存在，一般情況下只含有少量或沒有亞硝酸鹽和硝酸鹽形態(tài)的氮，在未經處理的污水中，有機氮占總氮量的40%左右，氨氮占60%左右，亞硝酸鹽和硝酸鹽氮占0～5%左右。生物處理中去除氮包括被微生物同化成新細胞及通過硝化、反硝化而被轉化為分子氮氣并逸入大氣。據統(tǒng)計，通過同化作用去除的氮通常占原污水BOD的4%～5%。這說明同化合成細胞的去氮量少，單位處理設施效率低，處理成本高，

4、因而污水系統(tǒng)中氮的去除主要依靠硝化反硝化實現的。氨氮通過硝化作用轉化為硝酸鹽氮，在通過反硝化作用生成N2。在整個生物脫氮過程中主要參與的細菌有三個類群，氨化細菌，進行有機化合物的脫氨基作用，生成氨氮；亞硝化和硝化細菌，將NH3轉化為NO2-和NO3-；反硝化細菌將NO2-和NO3-轉化為N2。在整個脫氮過程中，硝化反應是最為重要的?！　?、生物除磷的生化機制　　所謂生物除磷，是利用聚磷菌等一類微生物，在數量上超過其生理需求的從外部環(huán)境攝取磷，并將磷以聚合的形態(tài)貯藏在菌體內，形成高磷污泥，以排放剩余污泥的形式排出系統(tǒng)，達到從廢水中除磷的效果。（1）生物除磷主要依靠一

5、類統(tǒng)稱為聚磷菌的微生物實現，該類微生物均屬異樣型細菌（2）在厭氧條件下，兼性聚磷菌將溶解性BOD轉化為低分子發(fā)酵產物揮發(fā)性有機酸，生物聚磷菌則依靠聚磷的水解吸收產生的VFAs并以聚磷酸鹽的形式儲存，在這過程中釋放磷酸鹽和能量，形成ADP。（3）在好氧條件下，聚磷菌以游離氧為電子受體，不斷地氧化分解其體內儲存的有機底物。并利用產生的能量，在透過膜的催化作用下，通過主動運輸從外部環(huán)境過量攝取H3PO4，攝入的H3PO4一部分合成ATP，其余的用于合成聚磷酸鹽，好氧吸磷量大于厭氧釋磷量，通過剩余污泥可實現磷的高效排出。（4）聚磷菌厭氧釋磷的程度與基質類型關系很大，基質為

6、甲酸、乙酸、丙酸等揮發(fā)性脂肪酸時，釋磷迅速而徹底。而基質為非揮發(fā)性有機酸，釋磷緩慢，且量較少。（5）一部分聚磷菌具有脫氮功能，在無游離氧的條件下，可利用硝酸鹽進行呼吸，將其轉化為N2和N2O，且大量吸入磷。因此厭氧段混入硝酸鹽，一部分易降解碳源被反硝化利用，不利于厭氧釋磷。聚磷菌通過厭氧、好氧環(huán)境的交替，實現磷的去除。研究人員認為厭氧期間聚磷菌的釋磷水平越充分，對于后續(xù)的好氧過量吸磷能力也就越強；反過來，好氧磷的攝取越好越徹底，聚磷量越大，相應的對于在厭氧期間磷的有效釋放也就越有保證?！　∪?、脫氮除磷工藝　　生物脫氮首先是通過一些化能自養(yǎng)的微生物進行硝化反應，將廢

7、水中的氨氮在亞硝化細菌作用氧化成亞硝酸氮，再通過硝化細菌進一步轉化為硝酸氮，然后經過反硝化過程，將硝酸鹽氮和亞硝酸氮在某些兼性異養(yǎng)型微生物作用下還原為氮氣，實現氮的去除同時去除COD的目的；生物除磷則是利用通過特定環(huán)境培養(yǎng)的嗜磷細菌，通過厭氧和好氧環(huán)境的交替實現磷的大量聚集，并以剩余污泥的形式從系統(tǒng)排出磷，達到除磷的目的。正是基于這些基本原理，研究人員開發(fā)了一些列生物脫氮除磷工藝。　　1、厭氧、缺氧、好氧組合工藝　　根據處理的要求和廢水的水質情況，在A/O或A2/O工藝的基礎上稍加變化，又開發(fā)出很多新的脫氮除磷工藝，如Bardenpho工藝、UCT工藝。這些工藝或

8、通過增加缺