低碳源污水的脱氮除磷技术研究进展.pdf

第40卷第1期水处理技术Vol.40No.1
2014年1月TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTJan.,20141

低碳源污水的脱氮除磷技术研究进展

张静，陈洪斌
（同济大学环境科学与工程学院，上海200092）

摘要：总结了低碳源污水的主要脱氮策略（外加碳源、优化进水策略、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化等），除磷策略
（外加碳源、分段进水、生物强化除磷等）以及同步脱氮除磷对策（反硝化除磷、分段进水等）。指出改进现有工艺充
分利用进水碳源、外加其他富含有机碳的废物资源、开发寻求碳源需求低的新型脱氮除磷工艺、结合实时在线控制优
化系统运行是提高低碳源污水的脱氮除磷效率的较佳途径。
关键词：低C/N；脱氮；除磷；反硝化除磷
中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1000-3770(2014)01-0001-006

我国许多城市，特别是南方地区的城市污水实际-需求应为，至少应为
CODm(COD)/m(NOx-N)5～10
较低，难以满足脱氮除磷的碳源需求，导致许多污水3.5～4[1]。实际废水处理中脱氮所需的最优C/N与碳
厂氮磷排放不达标。近年来，国内外兴起的分质排水，源种类有关，实际废水所需C/N比合成废水高[2]。
轻污染的灰水和重污染的黑水分开收集处理，黑水C/N为达到低C/N污水的高效脱氮，可以从以下3
低（，为溶解性），生个方面考虑
m(CODsol)/m(TN)=2～5CODsolCOD。
物脱氮除磷同样面临难度大。为此，研究开发经济高1.1外加碳源
效的强化低碳源污水的脱氮除磷能力的工艺，对于外加碳源物质应易生物降解，包括溶解性有机
较好实现污水排放的氮磷达标具有重要意义。碳和不溶性有机碳。
溶解性有机碳如甲醇、乙醇、乙酸和葡萄糖等，
1低碳源污水的生物脱氮
其易吸收，TN去除率提高显著，但是药剂加入量不
污水中TN的主要成分为氨氮，可采用提高污水易准确控制，现多采用实时在线控制系统[3-5]。缺氧区
pH进行氨气吹脱的化学法脱氮。生物脱氮技术由于的控制参数多为氧化还原电位（ORP），好氧区的控
其成本较低，是广泛应用的污水脱氮技术。生物脱氮制参数多为pH。采用自动控制系统控制外加碳源加
原理为氨氮先经硝化菌的硝化作用转化为亚硝酸盐入量可比依据缺氧区进水的-确定
m(COD)/m(NOx-N)
或硝酸盐，亚硝酸盐或硝酸盐再经反硝化菌作用还的稳定加入药剂的模式节省药剂量约20%[6]。直接
原为氮气，氮气从污水中逸出，达到脱氮目的。外加碳源无疑会增加运行成本，从资源化角度看，最
生物脱氮的第2阶段发挥作用的反硝化菌为异好是加入COD较高的废水，如初沉污泥或剩余污泥
养菌，其将亚硝酸盐氮或硝酸盐氮还原为氮气的过的消化液等[7-8]。经过臭氧氧化的剩余污泥降解液回
程需要有机碳作为电子供体。理论上，缺氧条件下，流到A/O系统后能够使TN去除效率提高近30%[7]。
-为就能使硝酸盐完全还原为污泥臭氧氧化降解的最优投加量（）
m(COD)/m(NOx-N)2.86m(O3)/m(SS)
氮气。但实际过程由于部分碳源会被其他异养微生物为0.2g/g，并且消化上清液要进行碱度调节，这是因
吸收利用或被反硝化菌用于自身生长代谢，且一些缓为在臭氧化的过程中会产生酸性物质[9]。m(COD)/
慢降解有机物不足以在缺氧条件的内被迅速代谢-的废水经反应器后，氨氮被氧化
HRTm(NOx-N)≤2A/O
利用，因此为达到完全反硝化除氮，-成硝酸盐，然后进入同步初沉污泥降解和反硝化的
m(COD)/m(NOx-N)
要远大于2.86。对于经硝化反硝化的生物脱氮工艺，反应器（Sifeden）中，出水TN的质量浓度≤10mg/L，

收稿日期：2013-07-04
基金项目：科技部国际合作重点课题（2012DFG91380）；上海市科委课题资助（12DZ2291400）
作者简介：张静（1989－），女，硕士研究生，研究方向为污水资源化技术；联系电话：[phone]；电子邮件：[e-mail]
联系作者：陈洪斌，教授；电子邮件：[e-mail]
2水处理技术第40卷第1期
TN去除率高达85%以上[8]。除率，但是对于C/N很低的废水，优化进水方式并不
外加不溶性有机碳包括天然物质如麦秆、树皮、能完全实现出水TN达标排放。
棉花、芦苇、食品废料等和易生物降解的高聚物，如1.3新型生物脱氮技术
聚羟基丁酸、聚己酸内酯（PCL）、聚丁二酸丁二醇1.3.1短程硝化反硝化
酯、聚乳酸等[10-16]。外加不溶性有机碳操作简单，可避短程硝化反硝化（SBNR）就是将硝化反应控制
免加量过量或不足，不会被其他异养微生物快速降在亚硝酸盐阶段，然后直接进行反硝化作用。