生物脱氮除磷新工艺及展望
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１２ 厌 氧 氨 氧化 ．
由于厌氧氨氧化生物脱 氨技术在经济方面的独特优势 ， 将会成为未 来污水生物脱氮技术发 展的主流 ，但厌氧氨氧化菌 的生长速度非 常缓 慢， 世代期约为ｌ天 ， 氧非常敏感，因此该工艺 尚难应用 到实际工程 １ 对 中。 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。
源 。可见在氧气需要量和外加碳源上 ，该联合工艺明显优于传统 的生物 脱氮工艺 。这种联合工艺完全突破 了传统生物脱氮工艺的基本概念 ， 从 定程度上解决 了传统硝化一反硝化工艺存在的问题 ，但需要进一步的 研究才能使之成功地运行 于实际工程。如下图 ， 我们可以清晰的看出此
一
过程 。
１３ 生 物倍 增 工 艺 ．
生物倍增污水处理工艺是德 国恩格拜环保技术公 司在多年来 的科学 研究和实践经验基础上开发出的一项先进 的污水处理技术。该工艺主要 是通过特殊材料制成 的可防止堵塞的曝气系统 、生物除磷系统、空气提 升系统及快速澄清装置 ， 生物脱氮除磷 、有机物 的氧化去 除、污 泥 将 的硝化稳定等各工艺全部协调在同一反应池 内同时进 。此工艺把现有污 水生物处理工艺 的优点理想地结合起来 ，把曝气池与二沉池组合在单池 内，池 内 各部分顺次完成污水处理 的各个工艺过程 ，包括有机物的需氧 降解 、同时硝化反硝化生物脱氮、使用特殊设计的斜管实现泥水分离 、 控制低氧环境实现污泥低增长低产 出、反硝化生物除磷 、使用碱性物质 强化对污染物的去除。该工艺把功能微生物去除过程集 中在单一池 内协 同进行 ， 并在池内设澄清区 （ 当于二沉池 ）。采用连续进水 ，连续运 相 行。由于工艺是在同一反应器 中进行 ，可以为同步硝化反硝化创造了有 利的环境。因为在低溶解氧条件下培养 驯化的活性污泥颗粒小 ，污泥活 性相对较低 ， 异养菌生长缓慢 ，因此 ，活性污泥外表不易形成隔离膜 ， 活性污泥可与氧气及可溶性有机物直接接触 ，实现氨氮的硝化 。避免过 程 中硝态氮积 累而对硝化反应产生抑制 ，加速硝化反应的速度 ；而且反
随着水体富营养化 问题 的 日益尖锐化和社会发 展对环境要求 的提 高， 污水脱 氮除磷技术 已经成为污水处理领域 的热点和难点 。传统工艺 存在基建投资大 、运行费用高 （ 硝化充氧能耗高 、市政污水厂需投加碳 源和碱等 ）、能量浪费等一系列 问题。此外 ，传统工艺 的脱氮效率受进 水水质的影响 ， 低碳源污水在不投加外碳源 的情况下，其脱氮效率低。 因此 ，研究和开发 高效 、经济的脱氮工艺成为 当前城市 污水处 理的热 点。随着污水处理技术的不断发展 ，出现 了一批低能耗 、低投资 ，管理 简单 的处理工艺。
群箍蟊
应 用 科 学
８ ５
生物脱氮 除磷新工艺及展 望
郑晓飞 ，李 燕 ，毛 缜
（ 中国矿业 大学环测学院 ，江苏徐州 ２ １０ ２ ０ ８）
接 耍 水 体富营养化对水 环境构成严重 的威胁 ，是 当今 世界性的水 污染治理难题 。加 强城市污水 的处理 ，提高城市 污水处理厂 出水 的氮 、 磷指标 ，控 制氮 、磷 等营养物质 进入水体 ，是解决 水体富 营养 化的重要 途径 。介 绍城市污水 处理脱氮 除磷新工艺—— 分点进水 高效脱氮工
艺 、厌氧氨氧化 工艺 ，对其特 点和实际 中的应用 进行总结 ，并 对前景提 Baidu Nhomakorabea展 望。
关键 词 水体 富营养化 ；生物脱 氮除磷 ；分 点进水高效脱 氮工 艺
中田 分类号 ｘ 文献 标识 码 Ａ 文 章编号 １７— ６ １（００ ６—０ ５０ ７ ６３９７ 一 １） ２０８— １ ２ ０
１ 生物 脱氮 除磷新 工 艺
１１ ＣＯＳ 。 Ｅ ＵＮＩ 工 艺 ＤＥ
本工艺是以张雁秋等人提 出的统一动力学理论、动力学负荷理论 、 回流污泥浓度优化理论为依据 ，创造出在特殊工艺条件下 ，提高了活性 污泥中的硝化菌的比例 ，突破 了传统活性污泥法硝化速度慢 ， 实现 了短 时高效脱氮 ，最终研发出城市污水高效脱氮处理新工艺。该工艺与传统 生物处理工艺比较 ，主要是根据统一动力学理论发现 了生物因子非线性 反应增长现象 ，即生物浓度较高时，反应速度与生物浓度 之间呈非线性 关系，增加活性污泥浓度 ，相对提高硝化菌在生物相中所 占的比例。 根据 以上提出的几种理论 ，可以归纳出：高污泥浓度对硝化有利 ； 控制动力学 负荷可以控制硝化微生物与脱碳微 生物 之间的营养竞争关 系，造成低底物浓度环境 ， 进一步促进硝化 ；依据回流比影响回流污泥 浓度及系统 内底物浓度理论 ， 通过计算机寻优找出最佳 回流 比；通过控 制溶解氧浓度实现同步硝化反硝化。 该工艺的最大特点是通过分点一 多点特殊配水造成 的高污泥浓度 ， 生物系统长期处在高污泥浓度及低营养状态下工作 ，使硝化 菌、亚硝化 菌、反硝化菌的繁殖处于生长优势，提高了脱氮效率 ，同时使得生物反 应池总停留时间减短 ， 减少生化池的总容积 ， 进而缩短占地面积 ，与传 统工艺相 比可减少投资２％。该工艺结合 了节能集成技术 、高效曝气技 ０ 术、无内回流技术、高污泥浓度梯度污泥减量技术 、高污泥浓度高效捕 集气泡技术 ，池内无搅拌器、无 回流泵、污泥减量使脱水系统设备减少 ３％，节约 了运行费用。 ０ Ｅ Ｏ Ｕ ＩＥ Ｃ Ｓ Ｎ Ｄ 工艺在实际中也有广泛高效的应用。张雁秋等人通过 该工艺对临沂市污水处理厂原先的氧化沟工艺进行改造 ，比使用传统工 艺改造节约了２ｏ万元 ，以较低的投资和运行 费用 ，实现了高效脱氮除 ７ｏ 磷。排水水质 由原先的仅达到城镇污水处理厂排放标准二级标准到改造 后的达到一级标准 ，一些主要指标达到了一级标准 。
由于厌氧氨氧化生物脱 氨技术在经济方面的独特优势 ， 将会成为未 来污水生物脱氮技术发 展的主流 ，但厌氧氨氧化菌 的生长速度非 常缓 慢， 世代期约为ｌ天 ， 氧非常敏感，因此该工艺 尚难应用 到实际工程 １ 对 中。 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。
源 。可见在氧气需要量和外加碳源上 ，该联合工艺明显优于传统 的生物 脱氮工艺 。这种联合工艺完全突破 了传统生物脱氮工艺的基本概念 ， 从 定程度上解决 了传统硝化一反硝化工艺存在的问题 ，但需要进一步的 研究才能使之成功地运行 于实际工程。如下图 ， 我们可以清晰的看出此
一
过程 。
１３ 生 物倍 增 工 艺 ．
生物倍增污水处理工艺是德 国恩格拜环保技术公 司在多年来 的科学 研究和实践经验基础上开发出的一项先进 的污水处理技术。该工艺主要 是通过特殊材料制成 的可防止堵塞的曝气系统 、生物除磷系统、空气提 升系统及快速澄清装置 ， 生物脱氮除磷 、有机物 的氧化去 除、污 泥 将 的硝化稳定等各工艺全部协调在同一反应池 内同时进 。此工艺把现有污 水生物处理工艺 的优点理想地结合起来 ，把曝气池与二沉池组合在单池 内，池 内 各部分顺次完成污水处理 的各个工艺过程 ，包括有机物的需氧 降解 、同时硝化反硝化生物脱氮、使用特殊设计的斜管实现泥水分离 、 控制低氧环境实现污泥低增长低产 出、反硝化生物除磷 、使用碱性物质 强化对污染物的去除。该工艺把功能微生物去除过程集 中在单一池 内协 同进行 ， 并在池内设澄清区 （ 当于二沉池 ）。采用连续进水 ，连续运 相 行。由于工艺是在同一反应器 中进行 ，可以为同步硝化反硝化创造了有 利的环境。因为在低溶解氧条件下培养 驯化的活性污泥颗粒小 ，污泥活 性相对较低 ， 异养菌生长缓慢 ，因此 ，活性污泥外表不易形成隔离膜 ， 活性污泥可与氧气及可溶性有机物直接接触 ，实现氨氮的硝化 。避免过 程 中硝态氮积 累而对硝化反应产生抑制 ，加速硝化反应的速度 ；而且反
随着水体富营养化 问题 的 日益尖锐化和社会发 展对环境要求 的提 高， 污水脱 氮除磷技术 已经成为污水处理领域 的热点和难点 。传统工艺 存在基建投资大 、运行费用高 （ 硝化充氧能耗高 、市政污水厂需投加碳 源和碱等 ）、能量浪费等一系列 问题。此外 ，传统工艺 的脱氮效率受进 水水质的影响 ， 低碳源污水在不投加外碳源 的情况下，其脱氮效率低。 因此 ，研究和开发 高效 、经济的脱氮工艺成为 当前城市 污水处 理的热 点。随着污水处理技术的不断发展 ，出现 了一批低能耗 、低投资 ，管理 简单 的处理工艺。
群箍蟊
应 用 科 学
８ ５
生物脱氮 除磷新工艺及展 望
郑晓飞 ，李 燕 ，毛 缜
（ 中国矿业 大学环测学院 ，江苏徐州 ２ １０ ２ ０ ８）
接 耍 水 体富营养化对水 环境构成严重 的威胁 ，是 当今 世界性的水 污染治理难题 。加 强城市污水 的处理 ，提高城市 污水处理厂 出水 的氮 、 磷指标 ，控 制氮 、磷 等营养物质 进入水体 ，是解决 水体富 营养 化的重要 途径 。介 绍城市污水 处理脱氮 除磷新工艺—— 分点进水 高效脱氮工
艺 、厌氧氨氧化 工艺 ，对其特 点和实际 中的应用 进行总结 ，并 对前景提 Baidu Nhomakorabea展 望。
关键 词 水体 富营养化 ；生物脱 氮除磷 ；分 点进水高效脱 氮工 艺
中田 分类号 ｘ 文献 标识 码 Ａ 文 章编号 １７— ６ １（００ ６—０ ５０ ７ ６３９７ 一 １） ２０８— １ ２ ０
１ 生物 脱氮 除磷新 工 艺
１１ ＣＯＳ 。 Ｅ ＵＮＩ 工 艺 ＤＥ
本工艺是以张雁秋等人提 出的统一动力学理论、动力学负荷理论 、 回流污泥浓度优化理论为依据 ，创造出在特殊工艺条件下 ，提高了活性 污泥中的硝化菌的比例 ，突破 了传统活性污泥法硝化速度慢 ， 实现 了短 时高效脱氮 ，最终研发出城市污水高效脱氮处理新工艺。该工艺与传统 生物处理工艺比较 ，主要是根据统一动力学理论发现 了生物因子非线性 反应增长现象 ，即生物浓度较高时，反应速度与生物浓度 之间呈非线性 关系，增加活性污泥浓度 ，相对提高硝化菌在生物相中所 占的比例。 根据 以上提出的几种理论 ，可以归纳出：高污泥浓度对硝化有利 ； 控制动力学 负荷可以控制硝化微生物与脱碳微 生物 之间的营养竞争关 系，造成低底物浓度环境 ， 进一步促进硝化 ；依据回流比影响回流污泥 浓度及系统 内底物浓度理论 ， 通过计算机寻优找出最佳 回流 比；通过控 制溶解氧浓度实现同步硝化反硝化。 该工艺的最大特点是通过分点一 多点特殊配水造成 的高污泥浓度 ， 生物系统长期处在高污泥浓度及低营养状态下工作 ，使硝化 菌、亚硝化 菌、反硝化菌的繁殖处于生长优势，提高了脱氮效率 ，同时使得生物反 应池总停留时间减短 ， 减少生化池的总容积 ， 进而缩短占地面积 ，与传 统工艺相 比可减少投资２％。该工艺结合 了节能集成技术 、高效曝气技 ０ 术、无内回流技术、高污泥浓度梯度污泥减量技术 、高污泥浓度高效捕 集气泡技术 ，池内无搅拌器、无 回流泵、污泥减量使脱水系统设备减少 ３％，节约 了运行费用。 ０ Ｅ Ｏ Ｕ ＩＥ Ｃ Ｓ Ｎ Ｄ 工艺在实际中也有广泛高效的应用。张雁秋等人通过 该工艺对临沂市污水处理厂原先的氧化沟工艺进行改造 ，比使用传统工 艺改造节约了２ｏ万元 ，以较低的投资和运行 费用 ，实现了高效脱氮除 ７ｏ 磷。排水水质 由原先的仅达到城镇污水处理厂排放标准二级标准到改造 后的达到一级标准 ，一些主要指标达到了一级标准 。