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生物脱氮除磷机理及技术研究进展摘要随着我国工业化水平的不断提高工业污水中的氮、磷含量也在不断地增长使水体营养化问题日益显现。近年来生物脱氮除磷技术已经得到世界各国的重视并加强对其的研究使其在污水处理领域得到广泛的发展。本文重点介绍了生物脱氮机理和生物除磷机理并详细介绍了几种生物脱氮除磷工艺以及研究进展。关键词脱氮除磷；机理；工艺；污水处理中图分类号X703文献标识码A文章编号1674-6708（2013）95-0123-02近年来随着我国经济的不断地发展污水排放量也在迅猛增长。污水中氮、磷含量的超标是造成水体营养化的重要原因。由于目前传统的污水处理工艺能较有效地处理污水中的有机物对氮、磷等营养物的处理效果不是太明显。由于大量的氮、磷被排出从而造成水体富营养化。因此为了解决这一严峻的问题世界各国都展开了对脱氮除磷机理以及技术的研究。随着研究成果的不断更新使生物脱氮除磷机理以及技术得到不断地提高并且在污水处理中得到广泛的运用。1生物脱氮除磷机理1.1生物脱氮机理生物脱氮是由生物硝化与生物反硝化两个过程来共同完成的。其作用是在污水的处理过程中通过将污水中的氮同化为微生物细胞的组成部分使污水中的微生物得到增长。生物硝化作用：由自养型好氧微生物产生硝化反应氨态氮在硝化细菌的作用下被逐渐的氧化和分解从而转化为亚硝酸盐。亚硝酸盐在硝酸菌的作用下逐渐转化为硝酸盐但在转变的过程必须具备大量的氧。生物反硝化作用：由异养兼性微生物产生反硝化反应反硝化菌在分子氧存在的基础上进行有机物的分解并将分子氧当作最终电子受体。如果在没有分子氧存在的情况下只能将亚硝酸根以及硝酸根当作电子受体。OH-碱和H20是由受氢体生成有机物由电子供体和碳源组成其作用是可以有效地提供能量从而实现氧化稳定。亚硝酸根和硝酸根在反硝化过程中的转化是在反硝化菌的同化作用和异化作用的情况下完成的。亚硝酸根和硝酸根被还原成NH3并于新细胞组合的过程被称为同化作用。亚硝酸根和硝酸根被还原成NO、H2O以及N2等气态物的过程被称为异化作用。用异化作用除氮的效果明显占氮总量的70%左右。1.2生物除磷机理生物除磷技术是根据微生物超量吸磷的现象研究产生的。兼性菌在厌氧区内通过发酵可以将溶解性BOD转化成乙酸盐成为低分子挥发性有机物的一种。聚磷菌可以在厌氧压抑的情况下大量吸收污水中的低分子挥发性有机物并输送至细胞内进行同化过程使其变成碳能源储存物。其过程所需的能量是由细胞内糖的酵解以及聚磷的水解所提供在过程中会造成磷酸盐的释放。当专性好氧的聚磷菌进入好氧状态后其活力会得到复原。并可以通过聚磷的方式对超过生产要求的磷进行捕捉。碳能源储存物在氧化分解的过程中产生的能量对于聚磷的组成以及磷的吸收有着极其重要的作用。通过聚磷酸高能键的形式完成能量的储存。随着磷酸盐的排出其产生的富磷污泥在排放过程中能将大量的磷进行排出。2生物脱氮除磷技术的进展2.1五箱一体化活性污泥工艺五箱一体化活性污泥工艺属于一项智能化中小型脱氮除磷工艺由一个矩形反应池作为主体其中矩形反应池被分为五个单元池。五个单元池之间是互相流通的并都设置了搅拌以及曝气系统。由于两边分别设置排污口和出水口因此可以同时作为沉淀池以及曝气、搅拌池。除了中间的单元池以外污水可以随意进入任何单元池通过连续进水完成交替运行。只有选择正确的运行方式使好氧、厌氧条件达到一定的标准才能实现脱氮除磷的目的。此项脱氮除磷工艺对脱氮除磷的效果较为明显并且存在操作简单、占用面积相对较少以及自动化程度较高等特点。2.2A2/O工艺在A2/O工艺中要先将污水放入厌氧池然后通过兼性厌氧发酵菌将污水中的易降解有机物转化为低分子挥发性有机物。回流污泥中聚磷菌可以将储存在体内的聚磷进行分解在分解过程中所产生的能力是好氧聚磷菌在厌氧环境下生存的条件同时也是聚磷菌主动吸收低分子挥发性有机物的能量。硝化菌在缺氧区内通过混合液倒流带进的有机物和硝酸盐进行反硝化脱氮。聚磷菌在好氧区内不但可以吸收污水中的易降解BOD而且可以通过分解自身储存的碳能源储存物所产生的能量来满足自身的成长繁殖所需的能量并能有效地吸收溶解磷运用聚磷的形式将其储存在体内。通过反硝化菌和聚磷菌的反复利用污水中的有机物浓度已经明显减少这样的环境对于自养的硝化菌的成长繁殖相当有利。在对A2/O工艺进行改良的过程中必须设置缺氧调节池和厌氧池其目的是为了避免回流污泥中存在的硝酸盐对厌氧释磷的影响。倒置A2/O工艺（见图1）通过取消A2/O工艺的内循环从而形成好氧、厌氧以及缺氧工艺。反硝化对碳源的需要是通过将缺氧段提前来满足的并有效加强了系统的脱氮功