李墨迪

【摘 要】城市污水中氮和磷的含量較高，是造成水體富營(yíng)養(yǎng)化的最主要原因，因此對(duì)于城市污水處理廠來(lái)說(shuō)，脫氮除磷是工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。本文介紹了當(dāng)前城市污水生物脫氮除磷的常用工藝，通過(guò)分析每種工藝的特點(diǎn)為城市污水的脫氮除磷提供理論參考。

【關(guān)鍵詞】城市污水；脫氮；除磷；工藝

0.前言

城市污水的來(lái)源包括城市居民生活污水、城市工業(yè)廢水和降水等，污水中的氮、磷污染物含量很大，如果未經(jīng)處理或脫氮除磷效果不佳就會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化，從而使水質(zhì)惡化，水體生態(tài)環(huán)境被破壞，動(dòng)物大量死亡等，使水污染和水資源短缺的情況加劇，因此對(duì)于城市污水處理廠來(lái)說(shuō)，脫氮除磷已經(jīng)成為其工作的重點(diǎn)和難點(diǎn)問題。目前對(duì)城市污水脫氮除磷的工藝主要包括A/O法、A2/O法、序批式工藝以及氧化溝工藝等，本文對(duì)這幾種工藝的原理和特點(diǎn)進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹。

1.A/O法

A/O（Anoxic/Oxic）工藝是通過(guò)將生物厭氧與生物好氧處理串聯(lián)起來(lái)的工藝，是利用缺氧段的厭氧水解作為好氧段活性污泥的前處理，因此也被認(rèn)為是對(duì)活性污泥法的改進(jìn)。A/O法主要用于有機(jī)物的降解，對(duì)于脫氮除磷也具有一定的效果。脫氮原理為：在缺氧段廢水中的蛋白質(zhì)、脂肪中含有的氮被異養(yǎng)菌氨化，從而游離出氨（以NH3或NH4+的形式存在），在好氧段在自養(yǎng)菌的硝化作用下氨氮被氧化成NO3-，然后回流到缺氧段，異養(yǎng)菌的反硝化作用將NO3-還原成N2；除磷原理是：聚磷菌吸收廢水中的小分子有機(jī)物，合成細(xì)胞內(nèi)貯物（PHB），在好氧段攝取磷，從而達(dá)到去除的目的。A/O法工藝的脫氮除磷效率相對(duì)較低，一般情況下脫氮效率只有70-80%，而除磷效率在20-30%，而且其脫氮除磷效果還受到進(jìn)水水質(zhì)的影響，因此穩(wěn)定性不高，在實(shí)際工作中此法更多的是用作廢水中有機(jī)物的去除，而很少作為脫氮除磷的主要工藝。

2.A2/O法

A2/O法是在傳統(tǒng)活性污泥法的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)缺氧段和一個(gè)厭氧段的廢水處理工藝，是目前用于污水脫氮除磷的流程最為簡(jiǎn)單、應(yīng)用最普遍的工藝，根據(jù)工藝池的排列順序不同可分為傳統(tǒng)A2/O法和倒置A2/O法。

2.1傳統(tǒng)A2/O法

傳統(tǒng)的A2/O法也稱為厭氧-缺氧-好氧法，運(yùn)行過(guò)程中，污水首先進(jìn)入?yún)捬醵闻c回流的污泥混合，污水中的易生物降解的大分子有機(jī)物在厭氧發(fā)酵菌的作用下轉(zhuǎn)化為小分子有機(jī)物，便于聚磷菌吸收后合成細(xì)胞內(nèi)貯物，然后污水在缺氧段反硝化菌的作用下將NO3-進(jìn)行反硝化，達(dá)到脫氮的目的，污水進(jìn)入好氧段，未被除去的氮在自養(yǎng)菌的消耗作用下被氧化，通過(guò)回流到缺氧段反硝化脫氮，同時(shí)在好氧段聚磷菌內(nèi)貯物PHB分解產(chǎn)生能量，供攝取磷的需要，聚磷菌與攝取的磷形成聚磷鏈的形式經(jīng)過(guò)沉淀后與剩余污泥混合在一起，隨污泥排出系統(tǒng)外，達(dá)到除磷的目的。傳統(tǒng)A2/O法很好地利用了三個(gè)反應(yīng)池的環(huán)境特點(diǎn)，提高了聚磷菌攝取磷的能力，并且由于好氧段中有機(jī)物濃度較低，利于自氧硝化菌的生長(zhǎng)，因此脫氮除磷效率較高。

2.2倒置A2/O法

倒置A2/O法就是將傳統(tǒng)A2/O法的厭氧段與缺氧段調(diào)換，組成缺氧-厭氧-好氧工藝，實(shí)踐證明可以達(dá)到更好的脫氮除磷效果。這主要是由于缺氧段置于厭氧段之前更有利于反硝化菌的作用和吸磷能力的增強(qiáng)。對(duì)于脫氮來(lái)說(shuō)，缺氧段在厭氧段之前可使反硝化菌獲得更多的碳源，而對(duì)于除磷來(lái)說(shuō)，聚磷菌在缺氧段可吸收大量的小分子有機(jī)物，在厭氧段釋磷后進(jìn)入好氧段，使吸磷更加充分，整個(gè)工藝過(guò)程中的釋磷、吸磷過(guò)程都有回流污泥的參與，因此使反應(yīng)更加充分，使得脫氮除磷效率更高，尤其對(duì)于總磷的去除效果頗佳。

雖然A2/O法應(yīng)用普遍，但不論是傳統(tǒng)A2/O法還是倒置A2/O法，其脫氮除磷效果都受到厭氧段氮氧化物濃度的影響，在傳統(tǒng)A2/O法中，回流污泥中會(huì)攜帶部分氮氧化物，因此如果回流污泥量過(guò)多，氮氧化物在厭氧池內(nèi)的濃度過(guò)高，就會(huì)對(duì)聚磷菌釋放磷起到抑制作用，從而影響除磷效果，而如果污泥回流量過(guò)少，又會(huì)導(dǎo)致厭氧池內(nèi)聚磷菌過(guò)少，導(dǎo)致在好氧段吸磷量的減少，同樣影響除磷效果，因此需要通過(guò)對(duì)污泥回流量的精確控制才能達(dá)到預(yù)期效果。

3.序批式工藝

3.1傳統(tǒng)序批式活性污泥法

傳統(tǒng)序批式活性污泥法又稱為SBR法，是一種間歇性活性污泥法，由一個(gè)或若干個(gè)曝氣反應(yīng)構(gòu)筑物組成，城市污水分批進(jìn)入反應(yīng)池，進(jìn)水經(jīng)過(guò)反應(yīng)、沉淀后上清液排出即完成一個(gè)運(yùn)行周期，然后再進(jìn)行下一個(gè)周期的處理，整個(gè)過(guò)程均在一個(gè)反應(yīng)池內(nèi)進(jìn)行，因此處理工藝流程簡(jiǎn)單，構(gòu)筑物少，只要控制好工藝條件就可以達(dá)到很好的脫氮除磷效果。SBR法的脫氮除磷效果與曝氣時(shí)率息息相關(guān)，一般認(rèn)為曝氣時(shí)率越大，則脫氮除磷效果越差。SBR法由于分批進(jìn)水的特點(diǎn)，降低了水質(zhì)、水量對(duì)系統(tǒng)的沖擊，所需活性污泥量較少，自動(dòng)化程度較高，因此理論上是一種較為先進(jìn)的脫氮除磷工藝，但系統(tǒng)的運(yùn)行對(duì)自動(dòng)控制和在線監(jiān)測(cè)儀器儀表要求較高，給實(shí)際工作帶來(lái)一定難度。

3.2 CASS工藝

CASS（Cyclic Activated Sludge System）工藝是周期循環(huán)活性污泥法的簡(jiǎn)稱，是一種連續(xù)進(jìn)水式的SBR系統(tǒng)，其在SBR工藝的基礎(chǔ)上通過(guò)隔墻將反應(yīng)池劃分為不同的區(qū)域以分別實(shí)現(xiàn)不同的功能，在各個(gè)被分割的區(qū)域中根據(jù)其功能特點(diǎn)溶解氧、污泥濃度和有機(jī)物含量均不同，且可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)水和出水，CASS工藝具有傳統(tǒng)SBR法的自動(dòng)化程度高、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，且相對(duì)SBR法而言優(yōu)勢(shì)在于處理效率更高，且通過(guò)單獨(dú)設(shè)置厭氧區(qū)的方式使系統(tǒng)脫氮除磷效果得到進(jìn)一步提升。

3.3 MSBR工藝

MSBR（Modified Sequencing Batch Reactor）是改良式序列間歇反應(yīng)器，是傳統(tǒng)SBR工藝結(jié)合了傳統(tǒng)活性污泥法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)不斷的改良發(fā)展起來(lái)的新型污水處理器。MSBR工藝流程簡(jiǎn)單，不需初沉池和二沉池等大型構(gòu)筑物，且不需間斷進(jìn)水，在對(duì)城市污水生物脫氮除磷過(guò)程中，進(jìn)水先經(jīng)過(guò)厭氧段，使厭氧反應(yīng)充分進(jìn)行，并且獨(dú)立設(shè)置的厭氧段有助于系統(tǒng)承受進(jìn)水的沖擊負(fù)荷，整個(gè)污水脫氮除磷效果極佳，出水水質(zhì)穩(wěn)定，且處理效率高，因此被認(rèn)為是一種極具前途的城市污水生物脫氮除磷工藝。

4.結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，隨著城鎮(zhèn)化的大勢(shì)所趨以及國(guó)民工業(yè)的飛速發(fā)展，我國(guó)城市污水的水量也不斷增加，對(duì)于污水處理廠來(lái)說(shuō)工作負(fù)荷進(jìn)一步加大，因此需要合理選擇生物脫氮除磷工藝。當(dāng)前用于城市污水生物脫氮除磷的工藝有A/O法、A2/O法、序批式工藝等，除此之外，氧化溝工藝也得到了一定程度的應(yīng)用，在選擇生物脫氮除磷工藝時(shí)，不但要考慮脫氮除磷效果和工作效率，而且還要考慮技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可行性問題，發(fā)展處理效率高、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的脫氮除磷方法是未來(lái)城市污水處理工藝的發(fā)展方向。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

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