工业污水处理厂生物脱氮效率提升策略研究

马驰

铁法媒业（集团）有限责任公司小康煤矿 辽宁沈阳 110500

1 我国污水处理强化脱氮的必要性

当前，我国水体中氨氮浓度远超受污水体的自净能力是水体环境保护面临的一大难题。与我国现行的相关标准《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）和《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）参考发现，水污染排放标准与水环境标准仍处于“脱轨”状态。在我国北方城市，污水处理厂出水主要排入河流，当污水处理不达标时会对城市河流造成较大的负担。氨氮已成为我国地表水环境质量的首要影响因素。

氮素是能够直接影响河流初级生产力的关键营养元素，为生物质的基本组分之一，是维持水环境良性循环的重要基础。但当水体中的氮含量超过接受水体的可平衡范围时，将会对受纳水体水环境的质恶化，并对严重危害其中的水生生物。相比较其他形态的氮，氨氮对水体危害更为持久，更为复杂。氨氮的过量排放会诱发黑臭水体、水体富营养化。氨氮氧化会消耗掉水体中溶解氧，为耗氧污染物，而水体底泥的厌氧发酵会再次产生氨氮，进而使得水体系统中形成恶性循环。当水体中耗氧量大于产氧量时，有机污染物将会进行厌氧分解，从而产生各种类型的黑臭物质，引发黑臭水体[1]。同时当过量的氨氮水体排入湖泊等地表水体时会导致水生生物异常增殖，进而导致水体因水生生物的爆发而缺氧，致使大量水生动物死亡，造成富营养化现象。

2 污水生物脱氮现状

当前，我国很多城市中都设立了污水处理厂，但是这些处理厂的二级处理率较低，污水处理依然局限于悬浮固体以及有机物的去除。尽管近年来，我国开展了脱氮除磷研究，并且取得了一定进展。可是，十多年以来，我国污水处理厂依然存在着水体富营养化的问题，并呈现出了愈演愈烈的态势。水体富营养化主要指的是河流、湖泊以及水库等水体当中氮磷物质大量富集，导致了藻类以及浮游生物大量繁殖，降低了水体当中溶解氧的含量，使得浮游生物、藻类、水生物、植物以及鱼类逐渐衰亡，并且最终绝迹，水体富营养化是一种严重的水体污染现象。因此，对于氮磷物质的二级处理技术是提升污水处理厂亟待解决的重要课题。

3 污水处理厂生物脱氮提升的方法

3.1 污水处理技术的合理应用与创新

在城市规模不断扩大的趋势下，部分污水处理厂无法满足当前污水处理的需求，其根本原因是由于技术方面未能做到与时俱进又或者是未能充分利用当前技术，最终导致污水处理效率不断下降。因此，在污水处理技术方面一定要做到合理利用。比如，部分市政污水处理厂的进水水质中由于周边工业企业的偷排而夹杂着工业废水，致使生物活性污泥系统中的污泥中毒，进而出现污泥膨胀等现象。而在活性污泥法中，污泥膨胀问题一直困扰污水厂相关工作人员，对此，本文建议可以根据对技术工艺进行适当调整，从而达到有效管控污泥膨胀的目标[2]。另外，要完善在线仪表监测系统，保证鼓风机房与中控室之间能够保持密切的沟通，通过在线仪表对现场情况进行实时跟踪，这样就能确保及时有效的对曝气量进行调整，从而让生物池最大限度拥有足够的溶解氧。

3.2 厌氧氨氧化

在厌氧条件下，将NH4+-N作为电子供体，NO2--N作为电子受体，最终反应产生氮气，这便是厌氧氨氧化，其中包含了厌氧氨氧化以及亚硝化反应等两个不同的过程。在氧气充足的情况下，亚硝化细菌能够把NH4+-N完全转变为NO2--N，而在缺氧的情况下，将NO2--N作为电子受体，能够将NH4+-N转变为氮气。该方法的优势在于：第一，不需要增加碳源，NH4+-N作为电子供体可以有效的节约费用[3]。第二，降低能耗，在不考虑细胞合成的时候能耗可以降低62．5%，厌氧氨氧化反应当中，氧化1molNH4+-N损耗的氧气量只有0．75mol，消化作用当中则会损耗2mol氧气量。第三，节约中和试剂，在厌氧氨氧化生物产碱量通常为零，产酸量也显著的降低。

3.3 剩余污泥作污水处理碳源回用可行性

污泥微生物细胞胞内物质及EPS是构成微生物群体多氧化空间结构的基质，主要由蛋白质、脂类化合物、氨基酸、腐殖酸及多糖碳水化合物等构成，其中蛋白质与多糖是构成EPS的主要组成部分，占EPS总质量的70%左右。通过一定的污泥溶胞预处理技术即可实现污泥细胞及EPS内碳源的释放[4]。Canziani[26]在初沉污泥水解酸化产物作碳源的实验中发现，水解酸化产物中含有BOD的量大幅度提升，能有效提高10%左右的脱氮效果。Gali通过对初沉污泥进行厌氧消化产物作碳源回用生物污水处理试验发现：初沉污泥在经过80h厌氧消化之后，SCOD（soluble COD）溶解性达到 10．30mg/mL，挥发酸（Volatile fatty acid s,VFAs）的平均溶解性浓度为6．50mg/mL。

4 结语

综上所述，在城市污水处理过程中目前还存在着一些问题，例如，管理机制不够完善、资金投入力度不足、技术存在缺陷以及管网配套设施不完善等问题。因此，针对以上问题需要相关部门迅速采取有效措施予以处理。此外，城市污水处理不仅只有上述问题，在需要在今后的研究中不断完善，从而全面提升污水处理水平，为人们提供更好的生存环境。