污水处理中脱氮除磷方法总结

2013-08-15胡锦标靳芳亮

河南科技 2013年17期

胡锦标靳芳亮

（郑州大学，河南郑州 450001）

工农业的发展，产生大量污水，在排入江河湖海前必须进行深度处理，以满足出水水质的要求。大量的氮和磷进入水体，超出了水体的自净能力，导致水体富营养化，对生态环境及水生生物造成局地达伤害。所以，在污水进入水体前，必须去除污水中氮磷．但是许多情况下还不能完美的实现，以致于造成全球性污染。此外，如果可以在废水处理过程中回收其中的氮磷，那么不仅废水处理成本会迅速降低，而且开创了氮磷的循环利用的新途径，符合我国可持续发展的基本方针[1]。

1 水体中氮磷的主要来源

我国水体氮磷污染主要来自日常生活污染、农业生产污染及工业生产污染源。生活氮磷污染来自城市人口的排泄物、食品废物和合成洗涤剂。农业生产污染主要是农用化肥大量流失。工业污染主要为食品加工企业、化肥生产企业等工业废水中含有大量氮，磷化工行业排放含磷废水。此外，畜禽养殖、水产养殖、旅游、航运等也对流域水体富营养化造成了巨大的压力。

2 生物脱氮原理

现行的脱氮原理主要为以传统活性污泥法为代表的好养生物处理法，其主要功能是去除污水中呈溶解状态的有机物。生物脱氮主要分为氨化作用、硝化作用、反硝化作用三个过程，在此过程中, 水中的有机氮先在氨化细菌的作用下转化成氨氮,然后在硝酸菌的作用下进一步氧化成硝酸盐，最后在反硝化细菌的作用下被还原成氮气，从而完成一个完整的脱氮循环过程。

3 生物除磷原理

生物除磷主要利用聚磷菌一类的微生物,这些细菌能够在好氧时过量地从外部环境提取磷，并将磷以聚合的有机质形式贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排除系统外，从而达到从废水中除磷的效果。一般该类细菌在厌氧时释放出过量摄取的磷，恢复其代谢磷的能力。

4 脱氮除磷工艺

4.1 AB改进工艺

AB污水处理工艺是一种新型两段生物处理工艺，即生物吸附-生物降解两段活性污泥法，AB法对BOD、COD、氨氮的去除率高于传统活性污泥法，但是该工艺深度处理氮磷能力较差，因此需要对其进行改进，以达到出水水质要求，防止由于氮磷处理不充分而导致水体富营养化。主要的改进措施包括增加污泥回流装置，提高C源利用率；增加其它方式的C源，充分除去水中氮磷，改进后的AB工艺适用于大部分污水处理厂，在我国污水处理厂中应用较为广泛。

4.2 A/O工艺

A/O工艺即厌氧／好氧工艺，通过聚磷菌在厌氧和好氧的循环实现磷的去除，是最基本的生物脱氮除磷工艺。设备简单、操作要求较低，但是传统A/O工艺出水水质较差，对水质要求苛刻，无法去除高浓度污水中的氮磷，近期研究表明，分段进水A/O工艺可以较好地解决上述缺点，有效地去除高浓度水中的氮磷，但其可能会丝状菌污泥膨胀[2]，应用方面还有较多局限性。

4.3 A2/O工艺

A2/O工艺具有较高的有机物去除和脱氮除磷能力，对于高浓度的工业废水与生活污水处理效果明显，在北方寒冷的冬季，依然能正常稳定的工作，但其对C源要求较高，脱氮与除磷两者之间的碳源矛盾依旧存在。而在此基础上改进的倒置A2/O工艺采用两点进水，降低初沉池的停留时间,进水的碳源有机物增加，初步解决了C源不足的问题。此外，该流程还有简洁、投资省、能耗低、整个工艺运行稳定,抗冲击能力强、管理方便等优点，非常适合应用于老污水厂改造[3]。

4.4 氧化沟

氧化沟工艺是20世纪50年代初期逐步形成的一种污水处理方式，通过污水中的硝化反硝化反应进行高效率的脱氮除磷。近些年，奥贝尔氧化沟（Orbal）工艺逐步发展起来，通过在外沟道中同时进行硝化反硝化反应，能有效地减少反应设备的数量和尺寸、氧气的供给、大幅度降低碳源的投加，节省诸多费用[4]，以此达到节约能耗，低成本运营的目的。

4.5 SBR工艺与SBR变型工艺

SBR工艺即序批式活性污泥法，该方法工艺流程较为简单，脱氮除磷效果明显，适用于大部分常规浓度的污水处理，且运行方式灵活、可控性较强，是我国中小型污水处理厂应用最为广泛的工艺之一。但其也存在积利用率低、脱氮除磷效果不稳定等缺点，这些不足严重限制了SBR工艺的处理能力[5]。基于活性污泥转移改进后的SBR工艺可以较好地避免上述不足，提高了氮磷去除率，但其设备改进工艺较为复杂，尚且无法大面积应用。

此外，工业脱氮除磷方法还有CAST工艺、OCO工艺、Dephanox工艺、Unitank工艺、百乐卡（BIOLAK）工艺等，但由于各种条件限制及技术制约，未得到大范围推广使用。