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1、污水生物脫氮除磷技術(shù)探究進展 摘要：本文綜述了城市污水生物脫氮除磷技術(shù)研究及應(yīng)用進展，分析了目前應(yīng)用的脫氮除磷工藝機理及其特點，探討了城市污水生物脫氮除磷工藝深入研究的方向。將活性污泥法與生物膜法相結(jié)合，開發(fā)出一種新型脫氮除磷處理工藝，成功地解決了傳統(tǒng)工藝中硝化細菌與除磷茵之間的泥齡矛盾問題。試驗結(jié)果表明，該工藝對COD、NH3-N、TP的去除率分別高達85％、95%、90％，同時處理效果穩(wěn)定，對水質(zhì)的適應(yīng)能力也較強。關(guān)鍵詞：脫氮除磷；城市污水；污水處理；雙污泥系統(tǒng)；脫氮除磷；生物濾池中圖分類號：U66
2、4文獻標識碼：A前言隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，水資源供需矛盾日趨激化。而我國現(xiàn)有的城市污水處理廠主要是針對碳源污染物的去除，對導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化的主要營養(yǎng)鹽氮、磷的去除率很低，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化現(xiàn)象加劇。因此研究和開發(fā)高效、經(jīng)濟的生物脫氮除磷工藝已成為當前研究的熱點。本文系統(tǒng)的概述了生物脫氮除磷的機理，分析了生物脫氮除磷技術(shù)的現(xiàn)狀，探討了生物脫氮除磷技術(shù)的發(fā)展趨勢。1脫氮工藝7生物膜脫氮工藝大多數(shù)處于小試、中試及半生產(chǎn)性實驗階段，生物轉(zhuǎn)盤、生物濾池、生物流化床等生物膜法反應(yīng)器均可以設(shè)計成具有脫
3、氮功能的反應(yīng)器。目前，已開發(fā)了浮動床生物膜反應(yīng)器脫氮系統(tǒng)、浸沒式生物膜反應(yīng)器脫氮系統(tǒng)、三級生物濾池脫氮系統(tǒng)。這些生物膜脫氮系統(tǒng)相對于活性污泥脫氮系統(tǒng)具有更好的穩(wěn)定性、污泥濃度高、產(chǎn)泥量少，但能耗大。生物膜脫氮技術(shù)要應(yīng)用到城市污水工程，還有許多問題有待解決。因此，對生物膜脫氮機理的深入研究和開發(fā)新型經(jīng)濟、高效生物膜反應(yīng)器將是今后污水生物膜脫氮技術(shù)研究的主要方向。1.1生物脫氮新工藝最近的研究表明，生物脫氮過程出現(xiàn)了超出傳統(tǒng)脫氮理論的現(xiàn)象，研究者對此展開了研究，提出了一些新的脫氮工藝，如SHARON工藝、AN
4、AMMOX工藝[2]、De-ammonifieation工藝、OLAND工藝.SHARON(SinglereactorforHighactivityAmmoniaRemovalOver7Nitrite)工藝是荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)開發(fā)的脫氮新工藝，其基本原理是將氨氮氧化控制在亞硝化階段，然后進行反硝化，達到脫氮目的。該工藝具有以下特點：硝化與反硝化在同一反應(yīng)器中完成，簡化工藝流程；節(jié)省反硝化過程需要外加的碳源，以甲醇為例，NO2-反硝化比NO3-反硝化節(jié)省40％的碳源；減少25％左右的供氣量，節(jié)省動力消耗
5、。ANAMMOX(ANaerobicAMMoniumOXidation)工藝是荷蘭Delft技術(shù)大學(xué)Kluyver生物技術(shù)實驗室于1990年開發(fā)的脫氮新工藝，其原理是在厭氧的條件下，以YCh-、YCh-為電子受體，將氨氧化還原為N2。Deammonification工藝由Hippen等人開發(fā)適合處理高濃度含氮廢水的新工藝，該工藝脫氮過程不需要按照化學(xué)計量式消耗電子供體，其機理目前還不清楚。OLAND(OxygenLimitedAutotrophicNitrificationDenitrification)
6、工藝是比利時Gent微生物生態(tài)實驗室開發(fā)的脫氮新工藝，其原理是通過控制溶解氧，使硝化過程控制在NO2-階段，通過NO2-氧化NH4+形成N2，達到脫氮目的。楊紅等人以消化污泥脫水液為基質(zhì)，采用懸浮填料床反應(yīng)器進行OLAND工藝脫氮研究，達到70％的脫氮率。2生物除磷技術(shù)污水生物除磷技術(shù)源于20世紀60年代Srinath等人在生產(chǎn)運行過程中觀察到超量吸磷現(xiàn)象[3]，通過基礎(chǔ)性研究、生產(chǎn)性實驗研究以及工程運行實踐，生物除磷技術(shù)在理論和實踐上都取得了重大突破，目前，用于工程實踐的生物除磷技術(shù)有A2/O工藝、氧化
7、溝工藝、SBR工藝、Phostrip工藝、改良Bardenpho工藝、改良的UCT工藝等。7A2/O工藝通過設(shè)置厭氧/缺氧/好氧環(huán)境，實現(xiàn)聚磷菌厭氧環(huán)境中有效釋磷、好氧環(huán)境中聚磷。對倒置A2/O工藝[4]進行環(huán)境倒置效應(yīng)實驗研究，認為缺氧/厭氧/好氧的布置形式除磷效果更好，其原因在于：降低了厭氧區(qū)硝酸鹽負荷，有利于聚磷菌有效釋磷；聚磷菌厭氧釋磷后，直接進入好氧環(huán)境，有利于充分利用厭氧條件下形成的吸磷動力。氧化溝工藝是通過曝氣系統(tǒng)在反應(yīng)器實現(xiàn)空間上厭氧/缺氧/好氧環(huán)境，為除磷創(chuàng)造條件。SBR工藝是通過曝氣控
8、制系統(tǒng)在反應(yīng)器內(nèi)實現(xiàn)時間上厭氧/缺氧/好氧環(huán)境，為聚磷菌有效釋磷和聚磷過程創(chuàng)造條件，并通過排放富磷污泥實現(xiàn)除磷目的。Phostrip工藝通過在污泥回流系統(tǒng)中設(shè)置厭氧區(qū)進行生物除磷，并且與化學(xué)除磷法進行組合，可以達到很好的除磷效果(TP≤1mg/L)。改良Bardenpho工藝通過進水與回流污泥在厭氧池混合接觸，促進厭氧發(fā)酵和有效釋磷，再進入后續(xù)構(gòu)筑物聚磷，通過排泥達到除磷目的。改良的UCT工藝是基于回流污泥中硝酸鹽進入?yún)捬鯀^(qū)不
