生物脱氮除磷工艺论文

生

物

脱

氮

除

磷

工

艺

院系：xxx

班级：xxx

学号：xxx

姓名：xxx

日期：2014年6月2日

生物脱氮除磷工艺

姓名

（青海大学化工学院青海西宁 810016）

摘要：阐述了生物脱氮和除磷的机理，由于传统的生物脱氮除磷技术效率低下，导致氮、磷去除率不达标。随着社会的发展，研究开发出从不同类型污水中脱氮和除磷的A2/O工艺、改良的Bardenpho工艺、UCT工艺、SBR工艺、BCFS工艺、CAST 工艺、A2NSBR工艺、MSBR 工艺、DEPHANOX工艺、SHARON工艺SHARON—ANAMMOX联合工艺和立体循环一体化氧化沟等。将这些工艺的特点进行比较，使其分别处于各自最佳状态，可提高处理效率、降低处理费用。最后对生物脱氮除磷技术的发展趋势进行了展望。

关键词：生物处理，脱氮除磷，机理，新工艺，工艺特点

1引言

氮和磷是生物的重要营养源，随着化肥和农药普遍使用，天然水体中氮、磷含量急剧增加。水体富营养化加剧，对水生生物和人体健康产生很大的危害。而常规活性污泥工艺对总氮、总磷的去除率仅在10％～30％之间，远不能达到国家排放标准。因此，研究开发高效、经济的生物脱氮除磷工艺已成为当前水污染控制领域的研究重点和热点。

2生物脱氮除磷机理

2.1 生物脱氮机理

生物脱氮理论认为生物脱氮主要包括硝化和反硝化2个生化过程，并由有机氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用来完成。在将有机氮转化为氨态氮的基础上，先利用好氧段经硝化作用，由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用，将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝

态氮，即，将转化为和。反硝化作用是由反硝化细菌完成的生物化学过程。在缺氧条件下，反硝化细菌将硝化产生的亚硝酸氮和硝酸氮还原为氮气，溢出水面释放到大气，参与自然界氮的循环。

2.2 生物除磷原理

所谓的除磷就是把水中溶解性磷转化为颗粒性磷，达到磷水分离。废水在生物处理中,在厌氧条件下,聚磷菌的生长受到抑制,为了自身的生长便释放出其细胞中的聚磷酸盐,同时产生利用废水中简单的溶解性有机基质所需的能量,称该过程为磷的释放。进入好氧环境后,活力得到充分恢复,在充分利用基质的同时,从废水中摄取大量溶解态的正磷酸盐,从而完成聚磷的过程。将这些摄取大量磷的微生物从废水中去除,即可达到除磷的目的。

2.2.1厌氧释放磷的过程

聚磷菌在厌氧条件下，分解体内的多聚磷酸盐产生ATP，利用ATP以主动运输方式吸收产酸菌提供的三类基质进入细胞内合成PHB。与此同时释放出于环境中。

2.2.2 好氧吸磷过程

聚磷菌在好氧条件下，分解机体内的PHB和外源基质，产生质子驱动力将体外的输送到体内合成ATP和核酸，将过剩的聚合成细胞贮存物：多聚磷酸盐。

3生物脱氮除磷新工艺

3.1 A2／O工艺

此工艺中，厌氧池进行磷的释放和氨化，缺氧池进行反硝化脱氮，好氧池用来去除BOD、吸收磷以及硝化。A2／O工艺是较早用来脱氮除磷的方法。工艺流程如图：

A2/O反硝化除磷工艺要优于传统的A/O法除磷工艺 ,且在反硝化进行同时,实现了同时脱氮除磷。A2/O 法的生物除磷主要是通过聚磷菌(PAOS)在厌氧条件下释放磷之后 ,在缺氧阶段吸磷 ,好氧时继续对剩余磷的过量吸收实现的。通常情况下的吸磷是在好氧状态下进行的 ,但是最近的研究表明 ,聚磷菌并非是专性的好氧菌 ,而反硝化聚磷菌(DPB)具有以硝酸盐代替氧气作为电子受体的特性 ,同样具有除磷作用,而且这一过程可与反硝化同时进行 ,实现了同时脱氮除磷。

倒置 A2/O 脱氮除磷工艺与常规A2/O脱氮除磷工艺很相似，不同之处在于：取消初沉池或缩短初沉池沉淀时间；将常规A2/O先厌氧后缺氧改为先缺氧后厌氧；只有一个污泥回流系统，省去了常规A2/O法的混合液内回流系统。这种倒置A2/O脱氮除磷工艺可以将原传统活性污泥法的曝气池按容积或长度比例不同划分为缺氧、厌氧、好氧三段，在缺氧段微生物利用进水有机物为碳源，使回流污泥带来的硝态氮反硝化，达到脱氮的目的，在厌氧段主要是聚磷菌向水中释放出磷，在好氧段在微生物的作用下，BOD得到降解，氨态氮得到硝化，同时微生物吸收了大量磷，通过排除剩余活性污泥达到除磷的目的。

3.2 改良的Bardenpho工艺

改良的Bardenpho工艺流程有厌氧-缺氧-好氧-缺氧-好氧五段组成，第二个缺氧段利用好氧段产生的硝酸盐作为电子受体，利用剩余的碳源或内碳源作为电子供体进一步提高反硝化效果，最后好氧段主要用于剩余氮气的吹脱。因为系统的脱氮效果好，通过回流污泥进入厌氧池的硝酸盐量较少，対污泥的释磷反应影响小，从而使整个系统达到较好的脱氮除磷效果。

3.3 UCT 改良工艺

改良的UCT脱氮除磷工艺由厌氧池、缺氧1 池、缺氧2 池、好氧池、沉淀池系统组成，有2 个缺氧池。缺氧1 池只接受沉淀池的回流污泥，同时缺氧1 池有混合液回流至厌氧池，以补充厌氧池中污泥的流失。回流污泥携带的硝态氮在缺氧1 池中经反硝化被完全去除。

在缺氧2池中接受来自好氧池的混合液回流，同时进行反硝化，缺氧1 池出水中的

带进厌氧池使之保持较为严格的厌氧环境，从而提高系统的除磷效率。将沉淀池污泥回流到缺氧池而不是回流到厌氧池，避免回流污泥中的硝酸盐对除磷效果的影响，增加了缺氧池到厌氧池的混合液回流，以弥补厌氧池中污泥的流失，强化除磷效果。工艺流程如图：

3.4 SBR工艺

SBR工艺为序批式好氧生物处理工艺，传统的脱氮理论认为，硝化与反硝化反应不能同时发生，硝化反应在好氧条件下进行，而反硝化反应在缺氧条件下完成，SBR工艺的序批式运行为这样的反应条件创造了良好的环境其去除有机物的机理在于充氧时与普通活性污泥法相同，不同点是其在运行时，进水、反应、沉淀、排水及空载5个工序，依次在一个反应池中周期性运行，所以该法不需要专门设置二沉池和污泥回流系统，系统自动运行及污泥培养、驯化均比较容易。因为SBR是间歇运行的，为了解决连续进水问题，至少需要设置两套SBR 设施，进行切换运行。SBR工艺流程图见图：