姚日鵬 魏新全 李德義

濟南中天環(huán)保科技有限公司 山東濟南 250105

社會的發(fā)展，人口的增長，使得水資源需求量迅速增加，傳統(tǒng)的污水處理只能怪夠去除水中的有機污染物，在氮磷等物質(zhì)的取出術巷效果不佳。而水體出現(xiàn)富營養(yǎng)化現(xiàn)象的主要因素就是氮磷物質(zhì)，因此，為了解決水體富營養(yǎng)化問題，我國加大對水污染防治的研究，積極開發(fā)新的生物脫氮除磷法，改善當前的脫氮除磷工藝，提高脫氮除磷效果。

1 生物脫氮除磷新理論

1.1 脫氮新理論

脫氮新理論是基于傳統(tǒng)脫氮理論得到的，該理論包括同時、短程的硝化反硝化反應以及厭氧氨氧化反應。近些年，研究學者發(fā)現(xiàn)，短程硝化反硝化反應在脫氮方面的優(yōu)勢比較多，例如減少系統(tǒng)供氧量，并節(jié)約污水處理時間等，縮短污水處理運行，降低污泥產(chǎn)量。研究得到，pH、DO等都能夠做到短程硝化反硝化反應所積累的NO2-物質(zhì)。而且，硝化反硝化反應就是在同一反應器內(nèi)，同時在好氧與缺氧下，系統(tǒng)可以同時對硝化反應以及反硝化反應實現(xiàn)脫氧工作[1]。相較于傳統(tǒng)脫氧理論而言，SND脫氧技術能夠使硝化反應與反硝化反應中的堿得到互補，進而保證PH穩(wěn)定，無需再添加堿，減少外加碳等，也可以使反應器尺寸縮小，并縮短反應時間，降低運行費用。

厭氧氨氧化反應中，在缺氧、厭氧條件下，一種自養(yǎng)型細菌以NH4+為電子供體，并以NO3-或NO2-為電子受體，在此過程中，NH4+會發(fā)生氧化反應，NO3-或NO2-會還原成氣態(tài)氮，進而實現(xiàn)脫氧。該反應過程的重點是要處于厭氧或缺氧環(huán)境中，利用反應器對供氧量和反硝化所需電子供體實現(xiàn)控制，進而積累NO2-。

1.2 除磷新理論

反硝化除磷理論作為新型除磷機理代表，其來自厭氧性反硝化除磷菌，該理論認為，缺氧情況下，DPRB可以以NO3-為電子受體，同時進行生物攝磷和脫氮。研究發(fā)現(xiàn)，細菌在通過厭氧、缺氧以及好氧等工序后，50%聚磷菌會以O2和NO3-為電子受體，進而做到聚磷[2]。吸磷和反硝化脫氮時，不同生物同時進行反硝化聚磷反應，在同反應器內(nèi)，同種細菌通過生物反應同時進行超量吸磷以及反硝化反應，并促使反硝化脫氮和吸磷反應合二為一，進而做到一碳兩用。

2 生物脫氮除磷新工藝及其應用

2.1 ANAMMOX工藝

ANAMMOX工藝即厭氧氨氧化工藝，其是由荷蘭所研發(fā)的。SHARON工藝進行硝化反應會對有機碳源有所硝化，同時會有較高的出水亞硝酸鹽濃度，因此，以該工藝為反硝化反應器，能夠有效提高脫氮效率。ANAMMOX工藝 進水就是SHARON工藝出水，厭氧條件下，氨氮與亞硝酸鹽能夠變?yōu)镹2與水，其工藝流程如圖1。ANAMMOX工藝與SHARON兩個工藝聯(lián)合對高濃度氨氮廢水進行處理，其無需在加入碳源，相較于傳統(tǒng)工藝而言，耗氧量能夠節(jié)省50%，二氧化碳、污泥等數(shù)量都會降低，其產(chǎn)生的污染也會下井，應用前景比較好[3]。

2.2 A2NSBR工藝

A2NSBR工藝有2個反應器，其中，A2/O-SBR反應器用于COD去除以及反硝化除磷脫氧，N-SBR反應器用于硝化工作。二者活性污泥是分開的，只能夠交換沉淀后得到的上清液。

N-SBR反應器內(nèi)，進水與泥齡過長使得污泥濃度以及負荷下降，進而降低曝氣量，硝化效果更好。A2/O-SBR反應器中，好氧區(qū)發(fā)生率好氧吸磷以及硝化反應，將水中含有的磷與氨氮去除出去。研究得到，兩個反應器聯(lián)合使用能夠?qū)⒚摰滋匦苑€(wěn)定，除磷率為100%，脫氮率為90%，適用于在BOD5/TP值不高的污水處理中[4]。

2.3 SHARON工藝

SHARON工藝就是短程硝化反硝化反應，也就是在亞硝化中做好氨氮氧化控制，之后完成反硝化反應。此工藝的重點就是利用硝化和亞硝化細菌的成長速度差異性，對水力停留時間，淘汰掉反應器中的硝化細菌，提高亞硝化細菌地位，進而控制好氨氧化，在缺氧情況下實現(xiàn)反硝化。如圖2。

2.4 BICT工藝

BICT工藝包括上清液和污泥兩部分循環(huán)，也就是主反應器懸浮污泥相以及膜法硝化區(qū)污泥相兩種，其包括多個并聯(lián)間歇運行反應器，又連續(xù)運作的好氧、厭氧以及沉淀區(qū)等單元組成。原污水和沉淀區(qū)回流污泥先要進入到厭氧反應器中，利用攪拌混合中高負荷梯度導致的壓力進而選擇出絮凝性細菌，提高污泥沉降性，并做好聚磷菌釋磷，通過釋磷后，按照次序?qū)⒒旌弦阂淮涡宰⑷氲椒磻髦?。主反應器出于缺氧攪拌時期，生物膜硝化反應器利用硝化液回流泵，其中的硝化液會進入到沉淀區(qū)，沉淀區(qū)的泥水分離后，其中的上清液會流入到硝化反應器以及閉路循環(huán)系統(tǒng)中。通過原水碳源來實現(xiàn)反硝化脫氮工作，之后主反應器會實現(xiàn)曝氣、沉淀以及撇水，之后進入到下個周期中。根據(jù)進水水質(zhì)以及處理目標，對SBR曝氣進行優(yōu)化，強化缺氧攪拌時間以及周期，去除不同污染物。膜法消化去能夠持續(xù)曝氣，進而加強硝化反應，新工藝解決了硝化中長泥齡以及除磷短泥齡存在的矛盾。

3 結(jié)語

現(xiàn)階段，廢水處理中應用比較廣泛的生物除磷脫氮工藝是基于傳統(tǒng)生物除磷脫氮形成的組合工藝，由于生物特性差異，導致同系統(tǒng)中的不同功能菌群相互作用，對工藝穩(wěn)定性產(chǎn)生了制約。本文在創(chuàng)新工藝基礎上，對各種高效脫氮除磷工藝進行研究，并在國內(nèi)外相關研究基礎上證明了新工藝的實用性，其具有廣闊的應用前景。