现代污水处理生物脱氮除磷工艺分析

１１ 同 步 硝 化 反 硝 化 ．． ２
传统脱氮理论 认为 ：硝 化反应 只能 由 自养 细菌完 成 ： 而 反 硝化只能在 缺氧和低 溶解氧条 件下进行 。但 是 ， 异养硝化 细菌 以及好 氧反硝化 细菌 的发现 则打破 了这 一观点［。硝化 ２ ］
和反硝化 可以实现 同步进行 。 同步硝化反硝 化技术能够节 省
生 物脱 氮需要 在好 氧 、 缺氧交 替 的环境完 成 ． 生物 除 而 磷 需要在好 氧 、 氧交替 的环境 下进行 。因此要达 到 同步除 厌 磷 脱氮 的 目的 ． 必须创造适 宜各种微 生物生长 所需要 的好 就 氧、 缺氧 、 氧三种生存 环境 。但是 。 厌 由于脱氮类 细菌 和除磷
着 剩余 污泥 的排 放 ．被聚磷 菌过量摄 取的磷也 排 出系统 ． 从 而达到除磷 的 目的
１ ． 同 步脱 氮 除 磷 机 理 ３
途径转化 ： ①同化作用 ， 形成 的有机氮化合物成为菌体的组
成部分； ②异化作用 ， 终产物是气态氮… 。过程如图 １ 所示。
有机氮
ＮＯ３一Ｎ
１ ． 传统 同步脱氮除磷 ．１ ３
１１１ 传统 生物脱氮机理 ．．
传 统生物脱氮包 括 四个过 程 ： 氨化 、 硝化 、 亚 硝化 和反硝 化。 首先 ， 有机 氮化合物 通过氨化 作用分解转 化为氨态氮 ； 然
后 ． 态氮在 亚硝化 菌 的作用 下转化 成亚 硝酸 氮 ． 而亚硝 氨 继 酸氮又 通过硝化菌 的作用 ， 进一步 分解 转化 为硝酸氮 ； 最终 ， 硝酸氮 在缺氧条件 下通过反 硝化细菌 的代 谢作用 ． 由两种 经
氮 和磷能 够使 湖泊 等缓流 封闭 或半 封闭 的水体 产生 富 营养化 ， 而水体 富营养化 已成 为全球 的重大环境 问题 。控制
水 体 富营养化 和保 证水 质安全 的关 键就 是有效 地去 除城 市 污水 中的氮和磷 。 物脱氮除磷作 为解决水 体富 营养 化的有 生
效 手段成 为了污水处 理领域 的热 点研究方 向 。 随着研 究工作
工艺 。
ｌ 机 理 分 析
１１ 生 物 脱 氮机 理 ．
生物除磷原 理 即：聚磷 菌在有氧 条件下 过量吸 收磷 ． 在 厌 氧条件下 释放 磷 。厌氧状 态下 。 聚磷菌将 体 内的有 机磷 转 化 成无机磷 释放 ， 同时合成 聚一 一 Ｂ 羟基 丁酸（ ＨＢ 颗粒 ； Ｐ ） 而好 氧 状态 时 ， 聚磷 菌则将 积贮 的 Ｐ Ｂ降 解 。 Ｈ 释放 出能量 。当环 境 中存在 溶解状 态的磷 时 ．聚磷 菌可利用 降解 Ｐ ＨＢ释放 出 的能量主动 吸收磷酸盐 ， 以聚磷的形式 贮存于 细胞 内 随 并
占地 面积 和投资 。 无需外加碳 源［。 ３ ］
１１ 短程硝 化反硝化 ．． ３ 这一过 程 的基本原 理是 利用亚 硝化 细菌 和硝化 细菌 的
生理 差异 ． 造适宜 亚硝 化细菌 生长 的环 境 。 硝 化过 程控 创 将
制在 亚硝化 阶段 。 照 ＮＨ —Ｎ ｒＮ ２ 按 广Ｎ ０ —Ｎ 的过程实现 短程 硝化 反硝化脱氮 ［ ］ ３ 。亚硝化细菌世 代时 间较 短 ， 短 了硝化 ｌ ４ 缩
ＮＨ ４一Ｎ
亚硝化细菌 ＮＯ
２ 一 Ｎ
Ｎ： Ｎ ， ０
圈 １ 生 物 脱 氮 过 程 示 意 图
菌 的生理 差异 ． 得氮和磷 的同Байду номын сангаас去 除必然存在 着生 物学上 使
的矛盾 和竞争 ， 无法 同时达 到高效 同步脱氮除磷 。 １３ 反硝化脱 氮除磷 ．２ ． 通过 反硝 化除 磷菌 （ Ｐ 的作 用也 能够 实 现 同步脱 氮 Ｄ Ｂ）
作者简介 ： 刘
统工艺中的碳源问题以及不同菌种之间的竞争问题。 其培养
驯化状 况 ．会 直接影 响到 污水 中氮磷 的 同时高 效稳 定去 除
（９ ５ ， 吉林省 东辽县人 ， 业于吉林建筑工程学院给水排 水专业 ， １ ８ ） 男， 毕 主要从事规划建筑景观和 水处理 方面的设计和研究。
． ．
现代泻 处理望翱脱氮踩磷
刘 跃
鳕桁
（ 北京 土人城 市规 划设计有 限公 司 北京 １０ ８ ） ０ ０ ０
摘要 概述生物 脱氮除磷机 理 ， 包括 生物脱 氮、 生物除磷机理 以及 同步脱 氮除磷机理 、 反硝 化脱 氮除磷机 理 。分析 不 同生
反 硝 化 脱 氮 除 磷
物脱 氮除磷 机理的 处理工 艺， 阐述 了脱氮 除磷 工艺的发展 趋势 。 并
以氨氮为 电子供 体 ， Ｎ ｒ Ｎ ３ 以 Ｏ 、 ０一 作为 电子受体 ， 生生化 反 发
应， 产生氮 气。 工艺不需要外加 碳源 、 该 减少 了化 学试剂消 耗 ［ｏ ３ ］
１ 生物 除磷 机 理 ． ２
的逐步深入 ．人们对生 物脱氮除磷 的机理 有了新 的认 识 ． 在
原有 工艺 的基础上 研究 开发 出 了一 系列 新型 生物脱 氮 除磷
ｏ１ ．＠ ０． ４ １Ｏ． Ｎ
除磷 在具有 脱氮除磷 处理能力 的活性污泥 中可 以发现 ＤＰ Ｂ 的存在 。 但并 不是优势 菌种［。通过厌氧， 氧交替运 行 的环 ６ ］ 缺 境 可以 富集 培养 ，此类 细菌 能以 ０ 、 Ｏ 、 Ｏ 为 电子受体 ， ２Ｎ ｒ Ｎ ｒ 通过 自身的代谢 作用完成 同时过量吸磷 和反硝化 的过程 ． 从 而 达到 同步 脱氮除磷 的 目的 。Ｄ Ｂ的菌属特 性解 决 了传 Ｐ
关 键 词 脱 氮 除磷 同 步 脱 氮 除 磷
中 图分 类号 ：５ ５ Ｘ ０
文献标 识码 ： Ａ
文章编 号 ：６ ２ ９ ６ （ １ ）４ ０ ２ — ３ １ ７ — ０ ４２ ０ — １０ ０ ０１
反应 时间 ， 因而反应器 容积减小 ， 节省基建 投资 。 但是该法 的 出水 亚硝酸盐含 量可能较 高 。 运行 时需要严格 控制 １ ． 厌 氧氨氧化 ．４ １ 厌 氧氨 氧化是 自养 的微生物 过程 ． 氧状 态下 ． 厌 微生 物