生物脫氮除磷的綜述

1、目前我國廢水生物脫氮除磷的研究進(jìn)展趙春霞（蘇州科技學(xué)院，環(huán)境工程1222，學(xué)號1230103233）引言：隨著城市發(fā)展以及工業(yè)化進(jìn)程的加快，導(dǎo)致污水成為人們重點(diǎn)處理的有關(guān)于環(huán)境的熱點(diǎn)問題。大量的生活污水、工業(yè)廢水和農(nóng)田地表水徑流匯入湖水、河流、水庫和海灣水域，使藻類等其他植物大量繁殖，從而形成了水體富營養(yǎng)。所以對于我國這樣水資源本來就很緊缺的國家，嚴(yán)格控制氮、磷污水的超標(biāo)排放是很有必要的。傳統(tǒng)的脫氮除磷技術(shù)制約了工藝的高效性與穩(wěn)定性，而且很多的流程中包含多重污泥和污泥回流，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，使得基建和運(yùn)行費(fèi)用大大提高。因此，我們必須跟進(jìn)生物脫氮除磷的研發(fā)，不斷提高生物脫氮除磷的水平。1 生物

2、脫氮除磷技術(shù)的原理1） 脫氮原理。污水生物脫氮的基本原理就是在將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮的基礎(chǔ)上，先利用好氧段經(jīng)硝化作用，由硝化細(xì)菌和亞硝化細(xì)菌的協(xié)同作用，將氨氮通過硝化作用轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮。在缺氧條件下通過反硝化作用將硝氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓磳ⅲń?jīng)反亞硝化）和（經(jīng)反硝化）還原為氮?dú)?，溢出水面釋放到大氣，參與自然界氮的循環(huán)。水中含氮物質(zhì)大量減少，降低出水的潛在危險性，達(dá)到從廢水中脫氮的目的。然而，近些年的研究發(fā)現(xiàn)：在好氧的條件下，同時發(fā)生了硝化和反硝化作用；在厭氧條件下，NH4+-N減少，這些現(xiàn)象都無法用傳統(tǒng)的脫氮的原理來解釋，表明除了傳統(tǒng)的脫氮理論以外，還存在其他的生物脫氮原理。1在此處鍵入公式。

3、2） 除磷原理。生物除磷主要是在厭氧和好氧的環(huán)境下交替進(jìn)行，在厭氧的條件下釋放磷，在有氧的條件下攝取磷，通過排除富磷污泥達(dá)到除磷的目的。再通過聚磷菌除磷的時候，其關(guān)鍵是PHB,當(dāng)污水中BOD和TP的含量大于20的時候，生物除磷比較安全，產(chǎn)生的PHB也比較多。還有人認(rèn)為，在釋放磷的時候，關(guān)鍵是VFA，想要提高除磷能力，便必須提高VFA的濃度。5圖1為生物除磷示意圖圖1生物除磷示意圖12 生物脫氮除磷技術(shù)2.1生物脫氮技術(shù) 污水生物脫氮技術(shù)是通過反應(yīng)器和控制手段實(shí)現(xiàn)時間或空間上的好氧和缺氧環(huán)境，達(dá)到硝化和反硝化脫氮的目的。根據(jù)污水處理工藝的不同分為活性污泥脫氮工藝和生物膜脫氮工藝。42.2生物除磷

4、技術(shù) 污水生物除磷技術(shù)通過基礎(chǔ)性研究、生產(chǎn)性實(shí)驗研究以及工程運(yùn)行實(shí)踐，生物除磷技術(shù)在理論和實(shí)踐上都取得了重大突破。目前來看，用于工程實(shí)踐的生物除磷技術(shù)有A2/O工藝、氧化溝工藝、SBR工藝、Phost rip工藝、改良的Bandenpho工藝、改良的UCT工藝等。43生物脫氮除磷傳統(tǒng)組合工藝經(jīng)過多年的理論以及實(shí)踐的研究，生物脫氮除磷工藝日趨完善。目前，以傳統(tǒng)的生物脫氮除磷理論為基礎(chǔ)的A2/O以及改良工藝為主流。3.1 A2/O工藝最初的脫氮除磷工藝是在不同的處理中慢慢實(shí)現(xiàn)的。生物脫氮除磷工藝的組合是前人不斷在深入研究脫氮工藝中找到的。70年代，Barnard在Ludzack和Ettinger的

5、基礎(chǔ)上提出了改良型工藝，即A/O工藝，他在進(jìn)一步的研究中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前置厭氧池內(nèi)存在厭氧區(qū)時，系統(tǒng)兼有明顯的除磷功能。于是，他提出了能同時實(shí)現(xiàn)脫氮除磷的Phoredox工藝。取消此工藝的第二級缺氧、好氧池，即為A2/O工藝。此后，脫氮除磷被統(tǒng)一在一個系統(tǒng)中，不僅簡化了污水處理的操作，又增加了處理工藝的功能。A2/O工藝將厭氧段、缺氧段放在工藝的第一級，充分發(fā)揮了厭氧菌群承受高濃度、高有機(jī)負(fù)荷能力的優(yōu)勢。A2/O工藝可用于處理工業(yè)廢水比重大的城市污水，此外，由于它是在普通活性污泥法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因而也較容易用于生物法處理的老污水廠的改造。24 脫氮除磷新工藝首先我們先來看一下圖二的表格。1 此表

6、格展現(xiàn)給我看到了各個工藝的優(yōu)缺點(diǎn)，所以在處理不同污水的同時，我們應(yīng)該適當(dāng)合理的選擇正確的方法，這樣對于我們處理污水更有效率，給人們的生活也帶來了干凈的環(huán)境。4.1氧化溝工藝氧化溝又名氧化渠，因其構(gòu)筑物呈封閉的環(huán)形溝渠而得名。它是活性污泥法的一種變型。因為污水和活性污泥在曝氣渠道中不斷循環(huán)流動，因此有人稱其為“循環(huán)曝氣池”、“無終端曝氣池”。氧化溝的水力停留時間長，有機(jī)負(fù)荷低，其本質(zhì)上屬于延時曝氣系統(tǒng)。氧化溝結(jié)合推流和完全混合的特點(diǎn)，有力于克服短流和提高緩沖能力，通常在氧化溝曝氣區(qū)上游安排入流，在入流點(diǎn)的再上游點(diǎn)安排出流。入流通過曝氣區(qū)在循環(huán)中很好的被混合和分散，混合液再次圍繞CLR繼續(xù)循環(huán)。這

7、樣，氧化溝在短期內(nèi)呈推流狀態(tài)，而在長期內(nèi)又呈混合狀態(tài)。這兩者的結(jié)合，即使入流至少經(jīng)歷一個循環(huán)而基本杜絕短流，又可以提供很大的稀釋倍數(shù)而提高了緩沖能力。同時為了防止污泥沉積，必須保證溝內(nèi)足夠的流速（一般平均流速大于0.3m/s），而污水在溝內(nèi)的停留時間又較長，這就要求溝內(nèi)由較大的循環(huán)流量（一般是污水進(jìn)水流量的數(shù)倍乃至數(shù)十倍），進(jìn)入溝內(nèi)污水立即被大量的循環(huán)液所混合稀釋，因此氧化溝系統(tǒng)具有很強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力，對不易降解的有機(jī)物也有較好的處理能力。氧化溝具有明顯的溶解氧濃度梯度，特別適用于硝化反硝化生物處理工藝。氧化溝從整體上說又是完全混合的，而液體流動卻保持著推流前進(jìn)，其曝氣裝置是定位的，因此，混

8、合液在曝氣區(qū)內(nèi)溶解氧濃度是上游高，然后沿溝長逐步下降，出現(xiàn)明顯的濃度梯度，到下游區(qū)溶解氧濃度就很低，基本上處于缺氧狀態(tài)。氧化溝設(shè)計可按要求安排好氧區(qū)和缺氧區(qū)實(shí)現(xiàn)硝化反硝化工藝，不僅可以利用硝酸鹽中的氧滿足一定的需氧量，而且可以通過反硝化補(bǔ)充硝化過程中消耗的堿度。這些有利于節(jié)省能耗和減少甚至免去硝化過程中需要投加的化學(xué)藥品數(shù)量。4.2ECOSUNIDE工藝ECOSUNIDE工藝是一種能夠在特殊工藝條件下使用的工藝，其能夠讓硝化菌在活性污泥中的比例提高，其能夠解決活性污泥消化速度比較慢的問題，能夠提高脫氧的效率，從而提高脫氮的效率。這種工藝能夠讓生物系統(tǒng)在低氧的情況下和污泥濃度比較高的情況下更好的

9、工作，能夠幫助亞硝化菌、硝化菌和反硝化菌更好的生長，脫氧效率會有明顯的提高， 這樣能夠縮小化生池的實(shí)際面積，投資可以減少百分之二十，此外這種工藝還可以實(shí)際運(yùn)行上節(jié)約成本。54.3Phostrip工藝脫氮需要低負(fù)荷、長泥磷，而除磷則正好相反，Phostrip工藝是一種典型的旁流除磷工藝，其除磷過程是在回流路徑上完成，能較好的克服在同一體系中脫氮除磷對工藝要求的不同的矛盾。工藝的另一個特點(diǎn)是將生物法和化學(xué)法除磷結(jié)合起來，通過專門的除磷池進(jìn)行磷的釋放，含磷的上清液在經(jīng)過石灰混凝沉淀處理，大部分磷以磷酸鈣的形式去除。K S Kim等在Phostrip工藝曝氣池前設(shè)反硝化段，強(qiáng)化了脫氮功能，同時也避免了

10、二沉池回流污泥中高濃度硝酸鹽對釋磷的抑制。該工藝耐沖擊負(fù)荷，缺點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜，運(yùn)行管理不便。24.4厭氧氨氧化工藝厭氧氨氧化本身就是微生物自養(yǎng)的一個過程，在反硝化的時候不需要進(jìn)行有機(jī)物的調(diào)價，并且其污泥數(shù)量比較小，不但簡單而且非常經(jīng)濟(jì)，并且這種工藝還可以改變硝化反應(yīng)之后的酸產(chǎn)量，避免二次污染的出現(xiàn)。這種技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面優(yōu)勢明顯，但是厭氧氨化氧化菌本身的生長速度比較慢，所以必須研究怎樣保證反應(yīng)器中的生物量，保證其實(shí)際效果。54.5BICT工藝這種工藝組要組成部分是懸浮生長的主反應(yīng)器、生物選擇器以及生物膜反應(yīng)器三部分，在主反應(yīng)器以及生物膜反應(yīng)器之間還會進(jìn)行沉淀池的設(shè)置，主反應(yīng)器主要是進(jìn)行反硝化菌以及

11、聚磷菌的培養(yǎng)，對攪拌以及曝氣進(jìn)行控制能夠?qū)OD去除，能夠很好的完成攝磷和反硝化，在靜沉之后將其中的清水排放掉。生物膜反應(yīng)器的長泥磷以及曝氣能夠給硝化菌更好的生長環(huán)境奠定基礎(chǔ)。進(jìn)水的時候，生物膜反應(yīng)器首先會接觸到沉淀池中的回流污泥，可以通過高負(fù)荷梯度的選擇壓力進(jìn)行絮凝性細(xì)菌的選擇，這樣能夠給污泥的沉淀奠定基礎(chǔ)，與此同時，還應(yīng)該做好厭氧攪拌工作，這樣能夠給釋磷和聚磷更好的進(jìn)行提供環(huán)境。55 脫氮除磷技術(shù)將來的發(fā)展對于生物脫氮除磷技術(shù)目前的現(xiàn)狀，我們已經(jīng)可以展望到將來一定發(fā)展前景更大，首先我們從一開始就是以一種工藝發(fā)現(xiàn)了許多工藝，使得我們污水治理的效率越來越高，而且在開發(fā)工藝的同時，人們也注意到了

12、投資成本以及成效的問題，我覺得這是難能可貴的。隨著科技的越來越發(fā)達(dá)，我相信生物脫氮除磷技術(shù)也一定會更上幾層樓的。 5.1通過土地處理來進(jìn)行脫氮除磷在一些比較的城鎮(zhèn)中，其污水流量比較的小，若是土地能夠進(jìn)行利用，那么可以在進(jìn)行二級處理之后，將濕地系統(tǒng)使用進(jìn)去，通過卵石床水載植物等土地系統(tǒng)來進(jìn)行處理，這樣也能很好地降低污水中氮元素和磷元素的含量。5在歐洲的一些國家很多都是使用這種方法來進(jìn)行污水處理的，我認(rèn)為這是原生態(tài)，對自然環(huán)境也不會造成危害，沒有后患之憂，相當(dāng)?shù)睦硐搿?結(jié)語對于高速發(fā)展的當(dāng)代技術(shù)，我們不得不佩服以及虛心學(xué)習(xí)，在治理污水這方面，我覺得中國更應(yīng)該學(xué)習(xí)一下瑞典、德國已經(jīng)一些個國外的新技術(shù)

13、，利用先進(jìn)的化學(xué)藥品以及儀器當(dāng)然不是一件壞事，但是我們可以盡量少用一些化學(xué)藥品，因為即使我們將污水治理干凈了，還會引發(fā)一些其他的污染。我們也需要關(guān)心一下農(nóng)田里打出的藥水對河水水質(zhì)的影響。工業(yè)生活污水是最重要，農(nóng)田污水也與我們的環(huán)境以及生命息息相關(guān)。7致謝本綜述是由袁怡老師的全心指點(diǎn)下完成的，選題的確定凝聚了老師的創(chuàng)新精神，老師也教會了我們怎樣查閱資料，推薦相關(guān)文章給我閱讀，擴(kuò)大了我們的視野，幫助我們更好的寫好綜述，為畢業(yè)論文打下扎實(shí)的基礎(chǔ)。在平時的課堂中，袁老師也教會了我們很多東西：以創(chuàng)新的視角看問題、用嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度做實(shí)驗、從整體把握整篇文章的思路，這些都對我受益匪淺，對我未來的畢業(yè)論文以及工作生涯大有裨益。參考文獻(xiàn)1 侯金良，康勇.城市污水生物脫氮除磷技術(shù)的研究進(jìn)展A化工進(jìn)展2007第