污水处理脱氮除磷技术探讨

刘旭1哈海鹏2

2.宁夏伊利乳业有限公司，宁夏回族自治区吴忠市751100）

摘要：城市污水处理已经成为当前我国水污染治理工作的重点，水体富营养化加剧，对水生生物和人体健康产生很大的危害，需要做好污水脱氮除磷处理。

关键词：生物；污水；脱氮除磷

一、污水脱氮除磷机理

1.1污水脱氮除磷的必要条件

要提供脱氮除磷反应过程所必须的足够的碳源；要提供脱氮除磷反应过程所必须的反应容积；要提供脱氮除磷反应过程所必须的缺氧、厌氧、好氧环境。

1.2除磷机理

在厌氧池，在没有溶解氧和硝态氧存在的厌氧条件下，兼性细菌将溶解性BOD通过发酵作用转化为低分子可生物降解的VFA，优势菌种聚磷菌构成了活性污泥絮体的主体，利用聚磷酸盐的水解以及细胞内糖的酵解产生的能量将吸收的VFA运送到细胞内同化成细胞内碳能源储存物PHB，同时释放出磷酸盐。在好氧池中，聚磷菌所吸收的有机物被氧化分解，提供能量的同时从污水过量摄取磷，磷以聚合磷酸盐的形式储藏在菌体内而形成高磷污泥，通过排出剩余污泥从而除磷。

1.3生物脱氮机理

生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制。首先，将污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下，由硝化菌分解变成硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气溢出，这阶段称为缺氧反硝化。整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。在硝化和反硝化过程中，影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、pH值以及碳源，生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，要有足够的污泥泥龄。

1.4生物除磷机理

污水中磷的存在形态取决于废水的类型，最常见的是磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷。在常规污水处理中，有机物的生物降解伴随着微生物菌体的合成，磷作为生物的生长元素也成为生物污泥的组分，从水中去除。

二、脱碳除磷技术应用

2.1ECOSUNIDE工艺

ECOSUNIDE工艺是一种能够在特殊工艺条件下，使用的工艺，其能够让硝化菌在活性污泥中的比例提高，其能够解决以往活性污泥硝化速度比较慢的问题，能够提高脱氧的效率，从而提高脱氮的效率。这种工艺能够让生物系统在低氧的情况下和污泥浓度比较高的情况下更好的工作，能够帮助亚硝化菌、硝化菌以及反硝化菌更好的生长，脱氮效率会有明显的提高，并且还能够缩短生物反应池的实际停留时间，这样能够缩小化生池的实际面积，耗资较少。

2.2“WT-FG“生物法技术

“WT-FG”生物法污水处理技术，是近年来在我国推广应用的一项高科技生物工程技术。它是联合使用“FG-12”菌剂和“WT-21”助剂两项高科技产品，让其在先进的生化反应池中产生强大的联动作用，使生化反应池中保持高活性微生物菌群绝对优势。这些针对水体污染物优势菌种的高浓度微生物菌群，具有高效、快速的生物降解性能，使水体中各类污染物得到高效降解去除。

2.3生物倍增工艺

这种工艺主要是通过特殊材料制作的生物除磷系统、曝气系统、快速澄清装置以及空气提升系统，将所有的工艺协调在一起，在同一个反应池中完成所有的工作。这种工艺需要的投资比较少、占地面积比较小、操作控制比较简单、污泥少，优势非常的明显。但是这种工艺在第一次使用的时候，必须考虑实际需要的氧量，考虑水流搅拌作用；若是处理之后的水，直接排到河流中去，那么可能会存在溶解氧含量比较低的情况，会吸收河流中的氧，所以必须做好曝气工作，保证其溶解氧含量。

2.4MBR工艺

MBR工艺即膜生物反应器工艺，是膜分离技术与生物技术有机结合的新型废水处理技术，也称膜分离活性污泥法。它利用膜分离设备将生化反应池中的活性污泥和大分子有机物质截留住，水力停留时间（HRT）和污泥停留时间（SRT）可以分别控制，而难降解的物质在反应器中不断反应、降解。膜截留了反应池中的微生物，使反应池中的活性污泥浓度大大增加，从而使降解污水的生化反应进行得更迅速更彻底。

2.5厌氧氨氧化工艺

厌氧氨氧化本身便是微生物自养的一个过程，在反硝化的时候不需要进行有机物的调价，并且其污泥数量比较少，不但简单还非常的经济，并且这种工艺还能够改变硝化反应之后的酸产量，避免二次污染的出现。这种技术经济方面优势明显，但是厌氧氨氧化菌本身的生长速度比较慢，所以必须研究怎样保证反应器中的生物量，保证其实际效果。

2.6SHARON工艺

这种工艺主要是反硝化NH3-N氧化成为的N02-N，这种工艺主要是利用了硝化菌和亚硝化菌的实际生物速率。做好温度和时间的控制，更好的进行反硝化。这种工艺本身的优点比较明显，和活性污泥法相比，其好氧量能够降低百分之二十五左右，能耗会降低；能够解决反硝化过程中的需要的碳源，TN的实际去除率会有明显的提高，污泥产生量会降低，反应器容器也会缩小。

2.7A2/O工艺

A2/O工艺系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区，可同时做到脱氮除磷和有机物的降解。污水和二沉池回流的活性污泥经格栅拦截悬浮物后进入厌氧反应区，池中兼性厌氧发酵菌在厌氧条件下将污水中可生化降解的大分子有机物转化为小分子的中间发酵产物，聚磷菌将贮存在体内的聚磷酸分解并释放出能量供专性好氧聚磷菌，剩余的部分能量供聚磷菌从环境中吸收VFA等易降解有机质，并以PHB的形式在体内贮存，出水进入缺氧池，反硝化菌利用来自好氧池回流液中NOx-N及污水有机质进行反硝化脱氮；聚磷菌在好氧池超量摄取水中的溶解态磷，最终通过排放高磷污泥除磷。

三、脱氮除磷的发展趋势

由于环境的日益恶化，氮、磷营养盐排放标准的双重控制和继续提升是未来发展的趋势。有关氮、磷的营养盐指标是否有必要采取双重标准，各界说法不一。从藻类生长所需的营养盐比例来看，依据其生长影响因素的最小量控制原理，水体富营养化的关键控制因子应该是磷。国外研究也表明，蓝藻的固氮能力可以缓解湖泊中氮紧缺的问题，使湖泊仍处于磷限制的状态。但与湖泊相比，河口和沿海海洋可以表现为磷限制、氮限制或两种共同限制，而且可能随季节和空间不同而变化：在淡水和咸水交汇面上，磷通常是限制因子；夏季快速循环的藻类繁殖受到水体中或底泥释放的磷的支持，从而导致氮限制的发生。沿海水生系统因为盐浓度的上升，为底泥中的微生物还原提供了硫酸盐，因此，造成了大量磷的释放，使得氮限制的发生。而如果在淡水中仅控制磷而忽视氮，可能会导致更多的氮转移到下游，加剧河口和沿海生态系统中的富营养化问题。因此，执行双重控制仍然十分必要。国际上，一般认为，湖水中总磷浓度0.02mg（P）/L、总氮浓度0.2mg（N）/L是水体富营养化发生的浓度。当N/P大于4~5时，其限制因素是磷；而当N/P小于4时，其限制因素则可能是氮。美国华盛顿湖的冬季磷浓度仅为0.06mg/L左右时，就会造成湖泊的富营养化。而中国太湖富营养化标总磷为0.076mg/L，总氮为3.93mg/L。因此，为控制这些敏感水体的富营养化，这就需要探讨氮磷进一步去除的潜力，降低氮磷排放限值势在必行。

结束语：

城市污水处理的最终目标始终是实现污水净化、去除其中的污染物，因而污水处理的最终质量如何与所选取的处理工艺有十分密切的关系。污水处理是一项长期的工程，需要相关技术人员不断创新技术工艺，更好的服务于污水处理事业，推动我国污水处理事业迈向新台阶。

参考文献

[1]王滢，程洁红.城镇污水处理厂脱氮除磷技术现状分析.江苏理工学院学报，2017，23（04）：72-77.

[2]陈锦华.污水处理中生物脱氮除磷工艺选择.科技经济导刊，2017（17）：135.