生活污水脱氮除磷工艺.docx

生活污水脱氮除磷工艺【摘要】有效地降低废水中氮、磷含量已成为现代废水处理技术的一项新课题。而传统的化学法或物理化学法进行脱氮、除磷不仅运行费用高也不适合污水处理量很大的城市。因此采用生物方法对含氮、磷污水进行处理成为研究和现场应用的热点。本文对此进行了探讨。【关键词】生活污水；脱氮除磷；工艺一、生活污水脱氮除磷的重要性在我国广大城市和农村由于资金和技术的原因污水处理设施严重不足近80%的污水未经有效处理就直接排入自然水体已经使全国近40%的河段遭受污染90%以上城市水域被严重污染其中化学需氧量859.4万t；氨氮排放量97.3万t。现有的二级生物处理法无法实现氮磷去除大量未经处理的氮磷直接排入受纳水体造成水体富营养化严重。由于氮磷是藻类生长的限制因子废水中排放的氮磷会引起藻类的过渡繁殖导致水体的富营养化。随着氮磷污染问题的日益尖锐化以及公众环境意识的加强越来越多的国家和地区制定了相当严格的污水氮磷排放标准和不同的等级的实施规划。常规的二级生化处理工艺稳定可靠可以有效地降低污水的BOD但对污水中同时存在的N、P等营养物只能去除10%～20%而典型城市污水中TKN：50～60mg/LTP：4～20mg/L因此采用传统的二级生化处理工艺并不能够全面解决营养物对水体的污染和富营养化危害的问题其结果远不能达到二级排放标准。因此采用生物方法对含氮、磷污水进行处理成为研究和现场应用的热点。二、生物脱氮除磷机制研究1、生物处理中氮的转化污水中的氮主要以氨氮和有机氮形式存在一般情况下只含有少量或没有亚硝酸盐和硝酸盐形态的氮在未经处理的污水中有机氮占总氮量的40%左右氨氮占60%左右亚硝酸盐和硝酸盐氮占0～5%左右。生物处理中去除氮包括被微生物同化成新细胞及通过硝化、反硝化而被转化为分子氮气并逸入大气。据统计通过同化作用去除的氮通常占原污水BOD的4%～5%。这说明同化合成细胞的去氮量少单位处理设施效率低处理成本高因而污水系统中氮的去除主要依靠硝化反硝化实现的。氨氮通过硝化作用转化为硝酸盐氮在通过反硝化作用生成N2。在整个生物脱氮过程中主要参与的细菌有三个类群氨化细菌进行有机化合物的脱氨基作用生成氨氮；亚硝化和硝化细菌将NH3转化为NO2-和NO3-；反硝化细菌将NO2-和NO3-转化为N2。在整个脱氮过程中硝化反应是最为重要的。2、生物除磷的生化机制所谓生物除磷是利用聚磷菌等一类微生物在数量上超过其生理需求的从外部环境摄取磷并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内形成高磷污泥以排放剩余污泥的形式排出系统达到从废水中除磷的效果。（1）生物除磷主要依靠一类统称为聚磷菌的微生物实现该类微生物均属异样型细菌（2）在厌氧条件下兼性聚磷菌将溶解性BOD转化为低分子发酵产物挥发性有机酸生物聚磷菌则依靠聚磷的水解吸收产生的VFAs并以聚磷酸盐的形式储存在这过程中释放磷酸盐和能量形成ADP。（3）在好氧条件下聚磷菌以游离氧为电子受体不断地氧化分解其体内储存的有机底物。并利用产生的能量在透过膜的催化作用下通过主动运输从外部环境过量摄取H3PO4摄入的H3PO4一部分合成ATP其余的用于合成聚磷酸盐好氧吸磷量大于厌氧释磷量通过剩余污泥可实现磷的高效排出。（4）聚磷菌厌氧释磷的程度与基质类型关系很大基质为甲酸、乙酸、丙酸等挥发性脂肪酸时释磷迅速而彻底。而基质为非挥发性有机酸释磷缓慢且量较少。（5）一部分聚磷菌具有脱氮功能在无游离氧的条件下可利用硝酸盐进行呼吸将其转化为N2和N2O且大量吸入磷。因此厌氧段混入硝酸盐一部分易降解碳源被反硝化利用不利于厌氧释磷。聚磷菌通过厌氧、好氧环境的交替实现磷的去除。研究人员认为厌氧期间聚磷菌的释磷水平越充分对于后续的好氧过量吸磷能力也就越强；反过来好氧磷的摄取越好越彻底聚磷量越大相应的对于在厌氧期间磷的有效释放也就越有保证。三、脱氮除磷工艺生物脱氮首先是通过一些化能自养的微生物进行硝化反应将废水中的氨氮在亚硝化细菌作用氧化成亚硝酸氮再通过硝化细菌进一步转化为硝酸氮然后经过反硝化过程将硝酸盐氮和亚硝酸氮在某些兼性异养型微生物作用下还原为氮气实现氮的去除同时去除COD的目的；生物除磷则是利用通过特定环境培养的嗜磷细菌通过厌氧和好氧环境的交替实现磷的大量聚集并以剩余污泥的形式从系统排出磷达到除磷的目的。正是基于这些基本原理研究人员开发了一些列生物脱氮除磷工艺。1、厌氧、缺氧、好氧组合工艺根据处理的要求和废水的水质情况在A/O或A2/O工艺的基础上稍加变化又开发出很多新的脱氮除磷工艺如Bardenpho工艺、UCT工艺。这些工艺或通