活性污泥法与生物膜法相结合的脱氮除磷处理工艺

活性污泥法与生物膜法相结合的脱氮除磷处理工艺

[摘要]：活性泥-生物膜结合的污水处理技术，为改善水厂处理

城市污水的能力提供了更为简单而高效的技术，针对其处理工艺进

行原理与结果分析，表面其处理的效果完全可以满足工业化需求。

[关键词]：活性泥生物膜脱氮除磷工艺分析

中图分类号：o643.36+1 文献标识码：o 文章编号：1009-914x（2012）32- 0366-01

一、活性污泥和生物膜法机理分析

活性泥与生物膜处理工艺引起优越性能在水处理中获得了较好

的效果，在国内具有较为广阔的前景。在未来的污水处理工艺中将

占有较大的比例。下面就对其处理的基本机理进行分析。

活性污泥和生物膜组合的污水处理工艺中，是向活性污泥曝气

池中投放悬浮型材料所制成的微生物生长载体，利用悬浮物生长的

活性泥和附着生长的生物膜构成一个综合处理污水的微生物体系，

以此去除水中的有机物污染。此种工艺丰富了微生物类型，生物膜

和活性污泥共同作用发挥其各种的优势，处理效果较好。同时利用

有机物作为生物膜生长的资源，让生物池中的活性生物也大量的增

加，以此提高了整个系统的抗冲击能力，在运行过程中利用系统参

数的调适，还可以提高其脱氧和除磷的能力，提高了出水的水质指

标。

其中脱氮除磷的基本机理包括了以下几个方面：1、硝化作用：

硝化作用就是利用氨氧化细菌对氨氮氧化成为盐，然后通过对亚硝

酸盐的氧化细菌完成对其转化，其中主要起作用的是消化细菌。2、反硝化作用：利用反硝化细菌产生下酸盐还原酶使之转化为氮气，同时氮元素的一部分则用于细胞合成。3、除磷的机理：在厌氧的条件下，聚磷菌可以吸收污水中的有机物，将其作为细胞的一部分，帮助其生长；好氧过中聚磷过程中如形成吸收量超过了细胞生长磷，此时氧化分解，形成聚磷酸高能键存储能量，磷酸盐就从污水中被去除，含磷的污泥将被排出。

二、sbr的脱氮除磷技术概述

sbr将除磷脱氮的各种反应过程融合到一个反应器中，并按照时间顺序排列。如进水后的一定时间内为无氧环境，好氧菌将利用水中所携带的有机物和溶解氧进行分解反应，此时水中的溶氧量将急速下降，直至归零，此时厌氧菌就会发挥作用进行厌氧反应，反硝化菌完成脱氮；而提示搅拌后的一段时间内活性泥仍然在厌氧的状态，聚磷菌则释放磷；接着的曝气过程，硝化菌进行硝化过程，聚磷菌则吸收磷元素，反应一段时间后，停止曝气让系统处在静止沉淀的状态，污泥将出现沉淀，上部将澄清并排出，而后放入污水如此周而复始的就完成了对污水的处理，研究表明，sbr工艺对脱氮除磷的效果较好。

三、组合法（sbr）对脱氮除磷的工艺分析

1、反应器构成

目前在污水脱氮除磷的过程中利用的是反应器形式的处理方法，在在处理中反应器是核心装置，活性泥和生物膜巩固已的生化

单元反应装置主要是一个反应器主体和辅助设备构成，采用的是砂头曝气、机械搅拌、利用空气流量控制曝气量。反应器的中采用的是悬浮材料作为填充料的附着载体，其材料采用的是较为先进的高分子改良材料，其主要由聚乙烯、聚苯乙烯或聚酰胺等高分子聚合物制成形状分蜂窝状等比表面积和孔隙率都大大增加，其增加了面积比例，填充的材料比例增加了近三成。系统中采用的是自动化控制模式，对水泵、风机、电磁控流、搅拌器等进行程序化控制。同时利用进水泵与水箱液面机械能联动，方便系统运行管理，风机和溶氧仪进行联锁。反应器在试验中运行的间隔周期为4小时，定量出水。

悬浮性材料的挂模初期，因为反应器残留的污泥生长的速度较快，同时与填料上的生物产生一种竞争状态。因此及时排除这一部分污泥对加速挂模影响较大。当悬浮填料挂模成熟后才能再次引入污水处理的活性污泥，不能够控制其泥龄。试验中测试悬浮料的生物量见下表：

2、脱氮除磷的效果分析

脱氮效果：活性泥-生物膜工艺系统对氨氮去除的途径主要是利用硝化作用。其运行负荷是影响其去除效果的主要因素，在不同泥龄和不同负荷条件下测定的除氮效果可以达到98%以上，其受到负荷的影响十分微弱。系统亚硝酸菌与硝酸菌是反应中的优势菌群，并可完全硝化。分析其效果主要原因是即使泥龄很短仍然可以生长世代相对长的亚硝酸菌和硝酸菌，因此不会影响其消除效果。利用

试验结果表明，泥龄短时则系统对tn去除率为46%左右，效率较低。这是因为运行周期与水力模型下悬浮料上的生物膜较薄，系统中的活性泥浓度也不高。所以反硝化菌没有形成有效的富集，进而影响了反硝化效果，因此其效果较差。而随着泥龄的增加，系统对tn

的平均除去效果会逐步增加，到达12日龄时则最佳，达到70%以上。随着反应器中的活性污泥浓度增加，悬浮填料上的生物量增加较快，形成了优势。因为曝气的强度并么样改变，此时水力模型有利于反硝化菌群的富集，因此提高了反硝化的效率。通过对水中的相应的氮元素的检测发现，氮元素的没有累计。而当泥龄增加时，即从12日到20日后，系统检测的tn平均的去除率可以分别为74%

和74.4%，可见达到12日后其去除的效率没有明显改变，而进入到20日龄后，污泥就出现了膨胀的趋势。其原因是反应器随着处理时间延长，污泥会出总量偏高，导致系统低负荷运行因此出现膨胀。

除磷效果：检测活性泥-生物膜除磷效果分析中发现，在8日龄是其除磷的效率为60%，而达到12日龄时则高达90%以上，其原因和脱氮时相似，泥龄低的时候污泥沉降的性能差，出水会夹带污泥从而导致测出率较高。当污泥龄达到12日时，污泥的沉降性能提高，出水变清澈没有污泥则效果较好。此时聚磷菌的数量也达到较高的数值，系统的除磷效果自然也就提高。但是随着泥龄增加，排泥量逐步减少，系统负荷减低，聚磷菌吸收磷和排放的能力下降，污泥的含磷率也就随之下降，从而导致除磷率降低。

四、结束语

从上面的分析可见，活性泥和生物膜组合的方式处理污水可以达到取长补短的效果，工艺运行的可靠性较高，具有较强的抗冲击负荷的能力，同时对污水中的氮磷等有机物营养物质去除的效果较好，其主要是利用了生物化学的原理。同时这个工艺投资较小出水的水质较高，是一种经济性处理模式。在试验中表明活性泥-生物膜工艺对城市污水进行处理其tn、tp的处理效果较好，其检测的结果表明指标满足了城市污水的排放标准。尤其是sbr工艺在填充比和周期一定的情况下，通过对泥龄的调整可以有效的提高系统脱氮除磷的效果。处理过程中随着泥龄的增加其处理的效果也会不断提高，但不会无限制提升，到达12日龄后，处理的效果最佳，此时的污泥质量也呈现下降趋势。所以在采用此类工艺进行污水处理的时候，应选择合理的泥龄进行循环，以此保证硝化和反硝化都处在较为有利的环境中，这时sbr工艺的核心问题。总之，在当前水体富含氮磷的情况下，活性泥和生物膜处理工艺的发展是极具前景的。

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