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污水处理生物脱氮除磷工艺新技术及发展趋势
污水处理生物脱氮除磷工艺新技术及发展趋势
爹０７ｌ专Ｓ年ｇ李长江：污水处理生物脱氦除磷工艺新技术及发展趋势
１４０菇月］
出水中的溶解氧较低，尾水排入河流中会继续吸收水体中的溶解氧，所以，需要考虑后曝气，确保溶解氧达２ｍｇ／Ｌ再排入水体。
ＳＨＡＲＯＮ工艺
ＳＨＡＲＯＮ工艺足荷兰Ｄｅｌｆｔ技术大学开发的脱氮除磷工艺，
其原理是短程硝化一反硝化¨…。即只将ＮＨ３－Ｎ氧化为ＮＯ：之后直接进行反硝化。该工艺利用了亚硝化菌和硝化菌不同的生物速率，在３０℃一３５℃下，亚硝化菌的生长速度大于硝化菌的生长
速度，前者的最小停留时间小于后者。ＳＨＡＲＯＮ工艺把系统停留
时间控制在这两个最小停留时间之间，使亚硝化菌浓度上升，硝化菌被慢慢地自然淘汰，从而使ＮＯ：有稳定的积累，之后进行反硝化。特点ｔ相对于活性污泥法，好氧量降低２５％，降低能耗；节省反硝化的碳源，提高ＴＮ的去除率；减少污泥产生量；缩短反应器的容积。
２．４厌氧氨氧４Ｊ６＿ｙ＿艺（ＡＮＡＭＭＯＸ）
ＡＮＡＭＭＯＸ工艺是由中国生物防治技术实验室研究开发的，是指在厌氧条件下以亚硝酸盐为电子受体，将氨氮转化为氮气。由于无需外加有机物作电子供体，因此节省酸碱中和试剂，无二次污染，节省供氧能耗，运行费用较低，成为该领域研究的热点【ｌ¨。厌氧氨氧化是自养的微生物过程，不需要投加有机物以维持反硝化，且污泥产率低，是目前已知的最简洁和最经济的生物脱氮途径。此外还可以改善硝化反应产酸，反硝化反应产碱而均需中和的情况，这对控制化学试剂消耗，防止可能出现的二次污染具有重大意义。ＡＮＡＭＭＯＸ工艺的出现为工业污水或生活污水以比较可持续方式脱氮处理创造了新的技术条件¨０。。
由于厌氧氨氧化生物脱氨技术在经济方面的独特优势，但厌氧氨氧化菌的生长速度非常缓慢，世代期约为１１ｄ，对氧非常敏感¨引。目前国内外学者的研究重点是在特定厌氧反应器中如何实现并维持足够的生物量，提高厌氧氨氧化菌的活性和脱氮效率，以及厌氧氨氧化反应器接种污泥的来源问题¨３１。
Ｄｅｐｈａｎｏｘ工艺
近年来，一种兼性厌氧反硝化除磷菌——ＤＰＢ被人们所发现，
ＤＰＢ能在缺氧条件下摄磷，同时使用ＮＯ；氧化水中的有机物，这使得摄磷和反硝化两个不同的生物过程能在同一环境下同一菌种完成。这样缩小了曝气区域，泥量少，碳源和能源均得到节省。
Ｄｅｐｈａｎｏｘ工艺正满足了ＤＰＢ所需环境和基质的强化生物除磷工艺¨“。在厌氧和缺氧间增没中间沉淀池和固定膜反应池硝化，固定膜反应池可避免由于氧化造成的有机物损失。被沉淀的污泥与固定膜反应池中的ＮＯｒ同进入后续缺氧池，同时发生反硝化和摄磷，去除有机物。
生物膜与活性污泥结合生物脱氮除磷新工艺
生物膜与活性污泥结合新工艺的特点足缺氧段采用生物膜
法，反硝化菌均匀分布在整个缺氧池内，反硝化反应充分；好氧和厌氧段采用悬浮污泥法便于对污泥龄的控制，有利于硝化菌和除磷菌的生长繁殖。生物膜与活性污泥结合工艺将常规工艺中相互影响和制约的因素分解，使不同的菌类生长在各自最佳环境条件下，因而在本工艺中脱氮和除磷效果可以同时达到最佳，而且工艺的可控性增强。
刘俊新等研究发现，在本工艺中脱氮和除磷效果可以同时达到最佳，氨氮去除率达９９％以上，ＴＮ，ＴＰ和ＣＯＤ的去除率分别达到８５％。９５％和９５％［１５１。
ＢＩＣＴ工艺
ＢＩＣＴ工艺由按序批式运行的悬浮生长主反应器、附着生长
（生物膜）反应器和生物选择器三个主体单元构成，在主反应器和
生物膜反应器之间还设有沉淀池¨６１。主反应器用于培养异养微生物（聚磷菌和反硝化菌），通过控制曝气和搅拌可实现去除ＣＯＤ、反硝化和摄磷等功能，静沉后清水排放。生物膜反应器的连续曝气和长泥龄为硝化细菌的生长提供了适宜的环境。进水首先同来自沉淀池的回流污泥在生物选择器内混合接触，借助高负荷梯度产生的“选择压力”筛选出絮凝性细菌，以保证污泥具有良好的沉降性能。同时，始终保持厌氧搅拌，为聚磷菌提供释磷环境。
３脱氮除磷技术的发展展望
脱氮除磷技术向技术成熟、高效、经济的方向发展
生物除磷脱氮工艺的发展已不仅仅是要求较高的Ｎ，Ｐ去除
率，而且要求处理效果稳定可靠、工艺控制调节灵活、运行维护管理方便、投资运行费用节省。因此，生物除磷脱氮工艺正是向着这一简洁、高效、经济的方向发展。
３．２使用土地处理系统除磷脱氮
小城镇污水流量小，当有土地可利用时，可在二级处理后再使用湿地系统（Ｗｅｔｌａｎｄ）、卵石床水栽植物（Ｇｒａｖｅｌ－ｂｅｄＨｙｄｒｏｐｏ—
ｎｉｃ）等土地处理系统，大大降低污水中的氮磷含量。如澳大利亚
新南威尔士的Ｗｙｏｎｇ镇，污水量１
ｍ３／ｄ，二级出水含氮和磷
ｍｇ／Ｌ和１７ｍｇ／Ｌ。用一水深０．３
ｍ～１．０
ｍ，面积９０ｈｍ。生长
着芦苇和阔叶树等植物的沼泽地作为三级处理系统，其氮磷的含量降至０．０３ｍｇ／Ｌ和０．０６
ｍｇ／Ｌ。
３．３污泥流程中排出的污水适当处理
人们往往忽视污泥流程中排出的污水，仅将之回流至格栅前就完事。对１００个污水处理厂调查指出，其水量虽只占总水量的１％～３％，但含氮量却占污水处理厂氮负荷的１５％～２０％。而且在厌氧条件下磷释放，影响了污水处理厂的除磷效果。
将污泥流程的出水采用物化法进行处理，第一阶段投加石灰调节ｐＨ值至１１．５，使ＮＩＰ＋－Ｎ向Ｎｒｈ－Ｎ转化，同时沉淀ｃａ３（Ｐ０。）：，ｓｓ等，第二阶段为除氮塔，空气自下而上吹入，水自上而下喷淋，析出ＮＨ，进入空气，其氮去除率达８５％。
我们充分利用现有成熟工艺和技术，大力开发符合地方地域特征的新工艺，向着简洁、高效、经济的方向发展。参考文献：［１］高廷耀．水污染控制工程［Ｍ］．北京：高等教育出版社，
１９９６．
张洁，胡卫新，张雁秘改进型双泥反硝化除磷脱氮工艺——
一种渴望从根本上解决脱氮除磷矛盾的新工艺［Ｊ］．环境污染与防治，２００５，２７（３）：２３２－２３５．
［３］张雁秋，张结．废水处理生物高效硝化新工艺［Ｊ］．中国矿业大学学报，１９９４，２３（４）：８４－８７．
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ＺｈａｎｇＹａｈ—ｑｉｕ，ＸＵＡｏ．ｔｉａｎ，ＬｉＲｕｏ－ｇｕ，ｅｔａ１．Ｒｅｓｅａｒｃｈｏｎ
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ｏｆＣｈｉｎａＵ—
ｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆ
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５２（４）：６３－７０．
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-0118—03 污水处理生物脱氮除磷工艺新技术及发展趋势李长江摘要:系统地阐述了废水生物脱氮除磷的机理,介绍了城市污水生物脱氮除磷新工艺,探讨了城市...是生物脱氮除磷技术的主要研究方向 , 能够同时脱氮除磷的组合工艺应是研究与开发...高效的去除氮 、 磷的污水处理技术已成为水污染控制工程领 域的研究重点和热点...污水生物脱氮除磷工艺现状和发展_能源/化工_工程科技_专业资料。环境污水处理第...工艺进行了系统的介绍和分析,并 在此基础上探讨了生物脱氮除磷技术的发展趋势...尤其是近年来,自控技 术在城市污水处理领域的广泛应用,更促 进了生物脱氮除磷技术向高效低能耗方向 的发展。 ? 除磷脱氮工艺在涉及泥龄上的矛盾: ? 1)除磷...最后对生物脱氮除磷技术的发展趋势进行了展望,指出经济、高效、低能耗的可持续脱氮除磷工艺是污水处理的发展0 第2 1年 3月31第 2期 3卷 地下水 Grudwae on...的研究和应用已逾40年,在工艺形式和 工艺流程上都发生了一系列革新,新工艺层...城市污水处理领域的广泛应用,更促进了生物脱氮除磷技术向高效低能耗 方向的发展...污水处理生物脱氮除磷工... 4页 免费 污水生物脱氮除磷技术的... 3页 免费...并按空间和时间顺序介绍了一些经典的脱氮除磷工艺, 对其发展趋势作了展 望。 ...尤其是近年 来,自控技术在城市污水处理领域的广泛应 用,更促进了生物脱氮除磷技术向高效低能 耗方向的发展。 耗方向的发展。 除磷脱氮工艺在涉及泥龄上的矛盾...A2/O 系列、 SBR 系列和氧化沟系列的工艺流程和脱氮除磷的作用, 探讨了城市污水生物脱氮除磷技术在碳源需求、 短程生物脱氮和反硝化 聚磷菌等方面的发展趋势。...废水生物脱氮除磷技术_一览文库
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污水处理的生物脱氮除磷工艺
&&&&&&在城市生活污水处理厂,传统活性污泥工艺能有效去除污水中的BOD5和SS,但不能有效地去除污水中的氮和磷。如果含氮、磷较多的污水排放到湖泊或海湾等相对封闭的水体,则会产生富营养化导致水体水质恶化或湖泊退化,影响其使用功能。因此,在对污水中的BOD5和SS进行有效去除的同时,还应根据需要,考虑污水的脱氮除磷。其中A-A-O(厌氧-缺氧-好氧)为同步生物脱氮除磷工艺的一种。
一、工艺原理及过程
&&&&& A-A-O生物脱氮除磷工艺是活性污泥工艺,在进行去除BOD、COD、SS的同时可生物脱氮除磷。
&&&&& 在好氧段,硝化细菌将入流污水中的氨氮及由有机氮氨化成的氨氮,通过生物硝化作用,转化成HNO3盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的HNO3盐通过生物反硝化作用,转化成N2逸入大气中,从而达到脱氮的目的;在厌氧段,聚磷菌释放磷,并吸收低级脂肪酸等易降解的有机物;而在好氧段,聚磷菌超量吸收磷,并通过剩余污泥的排放,将磷去除。以上三类细菌均具有去除BOD5的作用,但BOD5的去除实际上以反硝化细菌为主。污水进入曝气池以后,随着聚磷菌的吸收、反硝化菌的利用及好氧段的好氧生物分解,BOD5浓度逐渐降低。在厌氧段,由于聚磷菌释放磷,TP浓度逐渐升高,至缺氧段升至最高。在缺氧段,一般认为聚磷菌既不吸收磷,也不释放磷,TP保持稳定。在好氧段,由于聚磷菌的吸收,TP迅速降低。在厌氧段和缺氧段,NH3-N浓度稳中有降,至好氧段,随着硝化的进行,NH3-N逐渐降低。在缺氧段,由于内回流带入大量NO3-N,NO3-N瞬间升高,但随着反硝化的进行,NO3-N浓度迅速降低。在好氧段,随着硝化的进行,NO3-N浓度逐渐升高。
二、A-A-O脱氮除磷系统的工艺参数及控制
&&&&&&A-A-O生物脱氮除磷的功能是有机物去除、脱氮、除磷三种功能的综合,因而其工艺参数应同时满足各种功能的要求。如能有效地脱氮或除磷,一般也能同时高效地去除BOD5。但除磷和脱氮往往是相互矛盾的,具体体现的某些参数上,使这些参数只能局限在某一狭窄的范围内,这也是A-A-O系统工艺系统控制较复杂的主要原因。
1.F/M和SRT。
&&&&& 完全生物硝化,是高效生物脱氮的前提。因而,F/M(污泥负荷)越低,SRT(污泥龄)越高。脱氮效率越高,而生物除磷则要求高F/M低SRT。A-A-O生物脱氮除磷是运行较灵活的一种工艺,可以以脱氮为重点,也可以以除磷为重点,当然也可以二者兼顾。如果既要求一定的脱氮效果,也要求一定的除磷效果,F/M一般应控制在0.1-0.18㎏BOD5/(kgMLVSS·d),SRT一般应控制在8-15d。
2.水力停留时间。
&&&&& 水力停留时间与进水浓度、温度等因素有关。厌氧段水力停留时间一般在1-2h范围内,缺氧段水力停留时间1.5-2.0h,好氧段水力停留时间一般应在6h。
3.内回流与外回流。
&&&&&&内回流比r一般在200-500%之间,具体取决于进水TKN浓度,以及所要求的脱氮效率。一般认为,300-500%时脱氮效率最佳。内回流比r与除磷关系不大,因而r的调节完全与反硝化工艺一致。
4.溶解氧(DO)。
&&&&& 厌氧段DO应控制在0.2mg/L以下,缺氧段DO应控制在0.5mg/L以下,而好氧DO应控制在2-3mg/L之间。因生物除磷本身并不消耗氧,所以A-A-O脱氮除磷工艺曝气系统的控制与生物反硝化系统一致。
5.BOD5/TKN与BOD5/TP。
&&&&& 对于生物脱氮来说,BOD5/TKN至少应大于4.0,而生物除磷则要求BOD5/TP﹥20。运行中应定期核算入流污水水质是否满足BOD5/TKN﹥4.0,BOD5/TP﹥20。如果其中之一不满足,则应投加有机物补充碳源。为了提高BOD5/TKN值,宜投加甲醇做补充碳源。为了提高BOD5/TP值,则宜投加乙酸等低级脂肪酸。
6.PH控制及碱度核算。
&&&&& A-A-O生物除磷脱氮系统中,污泥混合液的PH应控制在7.0之上;如果PH﹤6.5,应外加石灰,补充碱度不足。
三、工艺运行异常问题的分析与排除
&&&&& 传统活性污泥工艺的故障诊断及排除技术,一般均适用于A-A-O脱氮除磷系统。如果某处理厂控制水质目标为:BOD5≦25mg/L;SS≦25mg/L;NH3-N≦3mg/L;NO3-N≦7mg/L;TP≦2mg/L。则当实际水质偏离以上数值时,属异常情况。
现象一:TP﹤2mg/L,NH3-N﹤2mg/L,NO3N﹥7mg/L。
其原因及解决对策如下:
1.内回流比太小。增大内回流。
2.缺氧段DO太高。如果DO﹥0.5mg/L,则首先检查内回流比r是否太大。如果太大,则适当降低。另外,还应检查缺氧段搅拌强度是否太大,形成涡流,产生空气复氧。
现象二:TP﹤2mg/L,NH3-N﹥3mg/L,NO3-N﹥5mg/L,BOD5﹤25mg/L。
其原因及解决对策如下:
1.好氧段DO不足。如果1.5﹤DO﹤2.0mg/L,则可能只满足BOD5分解的需要,而不满足硝化的需要,应增大供气量,使DO处于2-3mg/L。
2.存在硝化抑制物质。检查入流中工业废水的成分,加强上游污染源管理。
现象三:TP﹥2mg/L,NH3-N﹤3mg/L,NO3-N﹥5mg/L,BOD5﹤25mg/L。
其原因及解决对策如下:
1.入流BOD5不足。检查BOD5/TKN是否大于4,BOD5/TP是否大于20,否则应采取增加入流BOD5的措施,如跨越初沉池或外加碳源。
2.外回流比太小,缺氧段DO太高。检查缺氧段DO值,如果DO﹥0.5mg/L,则应采取措施,见“现象一”。外回流比太大,把过量的NO3-N带入了厌氧段,应适当降低回流比。
现象四:TP﹥2mg/L,NH3-N﹤3mg/L,NO3-N﹤5mg/L,BOD5﹤25mg/L。
其原因及解决对策如下:
1.泥龄太长。可适当增大排泥,降低SRT。
2.厌氧段DO太高。如果DO﹥0.2mg/L,则应寻找DO升高的原因并予以排除。首先检查是否搅拌强度太大,造成空气复氧,否则检查回流污泥中是否有DO带入。
3.入流BOD5不足。检查BOD5/TP值。如果BOD5/TP﹤20,则应外加碳源。
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