污水处理生物脱氮除磷工艺
《2024年污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》范文
《污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》篇一一、引言随着工业化的快速发展和城市化进程的加速，污水处理问题日益突出。
其中，氮、磷的去除是污水处理的重要环节。
污水生物脱氮除磷技术因其成本低、效率高、操作简便等优点，成为当前污水处理的主流技术之一。
然而，面对日益严格的环境排放标准和水质要求，传统的生物脱氮除磷工艺逐渐显露出其局限性。
因此，对污水生物脱氮除磷工艺进行优化，提高其处理效率和稳定性，成为当前研究的重点。
本文将对污水生物脱氮除磷工艺的优化技术进行综述。
二、污水生物脱氮技术概述污水生物脱氮主要通过硝化和反硝化两个过程实现。
硝化过程由亚硝化菌和硝化菌完成，将氨氮氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮；反硝化过程则是在缺氧条件下，由反硝化菌将硝酸盐氮还原为气态氮，从而达到脱氮的目的。
三、污水生物除磷技术概述污水生物除磷主要依靠聚磷菌在好氧条件下过度吸收磷酸盐，并在缺氧或厌氧条件下将其释放。
通过交替运行好氧和厌氧阶段，实现污水中磷的去除。
四、污水生物脱氮除磷工艺优化技术（一）工艺参数优化1. pH值控制：适宜的pH值有利于提高硝化、反硝化以及聚磷菌的活性，从而提高脱氮除磷效率。
2. 溶解氧（DO）控制：DO是影响硝化、反硝化过程的关键因素。
通过合理控制DO，可以平衡硝化和反硝化的反应速率，提高脱氮效率。
3. 污泥龄（SRT）与水力停留时间（HRT）优化：通过调整SRT和HRT，可以控制生物反应器的污泥产量和反应效率。
（二）新型生物反应器应用新型生物反应器如移动床生物膜反应器、组合式生物反应器等，具有高效、节能、操作简便等优点，能有效提高脱氮除磷效率。
（三）生物强化技术通过向反应器中投加具有特殊功能的微生物或酶，强化硝化、反硝化和聚磷菌的活性，提高脱氮除磷效率。
（四）组合工艺应用将物理、化学方法与生物法相结合，如采用化学沉淀与生物反应器联合处理，能有效提高污水处理效果。
五、结论与展望通过对污水生物脱氮除磷工艺的优化，如工艺参数优化、新型生物反应器应用、生物强化技术以及组合工艺应用等，可以显著提高污水处理效率和稳定性。
污水处理工艺脱氮除磷基本原理
污水处理生物脱氮除磷基本原理国外从六十年代开始系统地进行了脱氮除磷的物理处理方法研究，结果认为物理法的缺点是耗药量大、污泥多、运行费用高等。
因此，城市污水处理厂一般不推荐采用.从七十年代以来，国外开始研究并逐步采用活性污泥法生物脱氮除磷。
我国从八十年代开始研究生物脱氮除磷技术，在八十年代后期逐步实现工业化流程.目前，常用的生物脱氮除磷工艺有A2/O法、SBR法、氧化沟法等。
➢生物脱氮原理生物脱氮是利用自然界氮的循环原理，采用人工方法予以控制,首先，污水中的含氮有机物转化成氨氮，而后在好氧条件下,由硝化菌左右变成硝酸盐氮，这阶段称为好氧硝化。
随后在缺氧条件下，由反硝化菌作用，并有外加碳源提供能量，使硝酸盐氮变成氮气逸出，这阶段称为缺氧反硝化。
整个生物脱氮过程就是氮的分解还原反应，反应能量从有机物中获取。
在硝化和反硝化过程中,影响其脱氮效率的因素是温度、溶解氧、PH值以及碳源,生物脱氮系统中，硝化菌增长速度较缓慢，所以，要有足够的污泥泥龄。
反硝化菌的生长主要是在缺氧条件下进行，并且要用充裕的碳源提供能量，才可促使反硝化作用顺利进行.由此可见,生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件:硝化阶段：足够的的溶解氧，DO值在2mg/L以上,合适的温度，最好在20℃,不能低于10℃，，足够长的污泥泥龄,合适的PH条件。
反硝化阶段：硝酸盐的存在,缺氧条件DO值在0。
2mg/L左右，充足碳源（能源），合适的PH条件。
生物脱氮过程如图5—1所示。
反硝化细菌+有机物（氨化作用）（硝化作用) （反硝化作用）➢生物除磷原理磷常以磷酸盐（H2PO4-、HPO42-和H2PO43—）、聚磷酸盐和有机磷的形式存在于废水中，生物除磷就是利用聚磷菌,在厌氧状态释放磷，在好氧状态从外部摄取磷,并将其以聚合形态储藏在体内,形成高磷污泥，排出系统，达到从废水中除磷的效果。
生物除磷主要是通过排出剩余污泥而去除磷的,因此,剩余污泥多少将对除磷效果产生影响，一般污泥龄短的系统产生的剩余污泥量较多，可以取得较高的除磷效果。
生物脱氮除磷原理及工艺
生物脱氮除磷原理及工艺 1 引言氮和磷是生物的重要营养源,随着化肥、洗涤剂和农药普遍使用,天然水体中氮、磷含量急剧增加,水体中蓝藻、绿藻大量繁殖,水体缺氧并产生毒素,使水质恶化,对水生生物和人体健康产生很大的危害;然而, 我国现有的城市污水处理厂主要集中于有机物的去除,污废水一级处理只是除去水中的沙砾及悬浮固体；在好氧生物处理中,生活污水经生物降解,大部分的可溶性含碳有机物被去除;同时产生N NH -3、N NO --3和-34PO 和-24SO ,其中25%的氮和19%左右的磷被微生物吸收合成细胞,通过排泥得到去除；二级生物处理则是去除水中的可溶性有机物,能有效地降低污水中的5BOD 和SS , 但对N 、P 等营养物只能去除10%～ 20% , 其结果远不能达到二级排放标准;因此研究开发经济、高效的, 适于现有污水处理厂改造的脱氮除磷工艺显得尤为重要;2 生物脱氮除磷机理生物脱氮机理污水生物脱氮的基本原理就是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3NH 转化为N NO --2和N NO --3;在缺氧条件下通过反硝化作用将硝氮转化为氮气,即,将N NO --2经反亚硝化和N NO --3经反硝化还原为氮气,溢出水面释放到大气,参与自然界氮的循环;水中含氮物质大量减少,降低出水的潜在危险性,达到从废水中脱氮的目的1;错误!硝化——短程硝化：O H HNO O NH 22235.1+→+硝化——全程硝化亚硝化+硝化：O H HNO O NH 22235.1+−−−→−+亚硝酸菌错误!反硝化——反硝化脱氮：O H H CO N OH CH CH HNO 2222333][222+++→+ 反硝化——厌氧氨氧化脱氮：O H N HNO NH 22232+→+反硝化——厌氧氨反硫化脱氮：O H S N SO H NH 2242342++→+废水中氮的去除还包括靠微生物的同化作用将氮转化为细胞原生质成分;主要过程如下：氨化作用是有机氮在氨化菌的作用下转化为氨氮;硝化作用是在硝化菌的作用下进一步转化为硝酸盐氮;其中亚硝酸菌和硝酸菌为好氧自养菌,以无机碳化合物为碳源,从+4NH 或-2NO 的氧化反应中获取能量;其中硝化的最佳温度在纯培养中为25-35 ℃,在土壤中为30-40 ℃,最佳pH 值偏碱性;反硝化作用是反硝化菌大多数是异养型兼性厌氧菌,DO< mg/L 在缺氧的条件下,以硝酸盐氮为电子受体,以有机物为电子供体进行厌氧呼吸,将硝酸盐氮还原为2N 或-2NO ,同时降解有机物2;生物除磷原理磷在自然界以2 种状态存在：可溶态或颗粒态;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3;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-34PO 于环境中1; 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-34PO 输送到体内合成ATP 和核酸,将过剩的 -34PO 聚合成细胞贮存物：多聚磷酸盐异染颗粒; 3 生物脱氮除磷工艺从生物脱氮除磷的机理分析来看,生物脱氮除磷工艺基本上包括厌氧、缺氧、好氧3 种状态,这3个不同的工作状态可以在空间上进行分离,也可以在时间上进行分离;近年来,随着对生物脱氮除磷的机理研究不断深入,以及各种新材料、新技术、新设备的不断运用,衍生出了许多新的生物脱氮除磷工艺,其中典型的几种处理工艺如下;SBR 工艺SBR 工艺是一种新近发展起来的新型处理废水的工艺,即为序批式好氧生物处理工艺,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;该法处理焦化废水有着独有的优势：一是不要空间分割,时序上就能创造出缺氧和好氧的环境,即具有A ／O 的功能,十分有利于氨氮和COD 的去除;二是该法的沉淀是一种静止的沉淀,对污泥沉淀性能不好的废水,固液分离效果非常明显;三是该法可以省去二沉池,其占地面积相对要小一些;自动控制系统的发展和完善,为SBR 工艺的应用提供的物质基础;但因为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14;CAST 工艺CAST 实际上是一种循环SBR 活性污泥法,应器中活性污泥不断重复曝气和非曝气过程,生物反应和泥水分离在同一池内完成,与SBR 同样使用滗水器;污水首先进入选择器,污水中溶解性的有机物通过生物作用得到去除,回流污泥中硝酸盐也此时得到反硝化；然后进入厌氧区,此时为微生物释磷提供条件；第三区为主曝气区,主要进行BOD 降解,同时硝化反硝化;CAST 选择器设置在池首,防止了污泥膨胀; 3．3 MSBR 工艺连续流序批式活性污泥法工艺ModifiedSequencing Batch Reactor,简称MSBR;首先,污水进入厌氧池,回流活性污泥中的聚磷菌在此充分释磷,然后混合液进入缺氧池反硝化;反硝化后的污水进入好氧池,有机物在好氧条件下被降解,活性污泥充分吸磷后再进入起沉淀作用的SBR,澄清后上清液排放;此时另一边的SBR 在回流量的条件下进行反硝化、硝化或静置预沉;回流污泥首先进入浓缩池浓缩,上清液直接进入好氧池,而浓缩污泥进入缺氧池;这样,一方面可以进行反硝化,另一方面可先消耗掉回流浓缩污泥中的溶解氧和硝酸盐,为随后进行的厌氧释磷提供更为有利的条件;CAST 综合了以往除磷脱氮工艺的优点,保证了各污染物质降解的最大速率环境,去除有机污染物效率更高,脱氮除磷效果更好A/2工艺OA/2工艺传统OA/2工艺或称AAO工艺,在一个处理系统中同时具有厌氧区、缺氧区、好氧区,能够同时作到脱氮、O除磷和有机物的降解,其工艺流程见图2;污水进入厌氧反应区,同时进入的还有从二沉池回流的活性污泥,聚磷菌在厌氧条件下释磷,同时转化易降解COD、VFA为PHB,部分含氮有机物进行氨化;污水经过第一个厌氧反应器以后进入缺氧反应器,本反应器的首要功能是进行脱氮;硝态氮通过混合液内循环由好氧反应器传输过来,通常内回流量为2~4倍原污水流量,部分有机物在反硝化菌的作用下利用硝酸盐作为电子受体而得到降解去除;混合液从缺氧反应区进入好氧反应区,混合液中的COD浓度已基本接近排放标准,在好氧反应区除进一不降解有机物外,主要进行氨氮的硝化和磷的吸收,混合液中硝态氮回流至缺氧反应区,污泥中过量吸收的磷通过剩余污泥排除;该工艺流程简洁,污泥在厌氧、缺氧、好氧环境中交替运行,丝状菌不能大量繁殖,污泥沉降性能好5;它将厌氧段、缺氧段放在工艺的第一级, 充分发挥了厌氧菌群承受高浓度、高有机负荷能力的优势, 处理效果较好, 产生的污泥较一般的生物法少;可用于处理工业废水比重较大城市污水, 另外, 由于它是在普通活性污泥法的基础上发展起来的, 因而也较容易用于生物法处理的老污水厂的改造;A/2工艺改良O改良O A /2工艺是中国市政工程华北设计研究院提出的,工艺综合了A/O 工艺和改良UCT 工艺的优点,即在厌氧池之前增设厌氧/缺氧池;首先回流污泥和10%的污水进入厌氧/缺氧池进行反硝化以去除回流污泥中的硝酸盐;90%的污水进入厌氧区与回流污泥混合,在兼性厌氧发酵菌的作用下将部分易生物降解的大分子有机物转化为VFA ；聚磷菌释磷,同时吸收VFA 以PHB 的形式贮存于胞内;在缺氧区,反硝化菌利用污水中的有机物和经混合液回流而带来的硝酸盐进行反硝化,同时去碳脱氮；在好氧区,有机物浓度相当低,有利于自养硝化菌生长繁殖,进行硝化反应,同时聚磷菌过量摄磷;通过沉淀、排除剩余污泥达到除磷的目的;该工艺降低回流污泥中硝态氮对后续厌氧池的不利影响,有利于厌氧池的聚磷菌释磷,改善了泥水分离性能6;3．5 UCT 改良工艺改良的UCT 工艺University of Cape Town 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N NO --3 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7;立体循环一体化氧化沟氧化沟是一种而有效的污水处理技术,具有稳定的处理效果,是污水生物处理技术之一;特别是用于污水脱氮,氧化沟比其它生物脱氮工艺费用低、TN 去除效率高;然而,与活性污泥法相比,氧化沟占地面积较大,在土地紧张的城市或地区,氧化沟的应用受到限制8;针对常规氧化沟存在的问题,成功地研究出立体循环一体化氧化沟;其特点是：① 氧化沟采用立体循环,在循环过程中完成降解有机物和脱氮过程;与现有氧化沟相比,占地面积可减少约50%;② 沉淀区与氧化沟合建,沉淀的污泥可自动回流到氧化沟内,可节省投资和能耗;③ 结构紧凑,运行操作简便;新型立体循环一体化氧化沟既保留氧化沟设备和运行操作简单等优点,又可减少占地面积; 4 结语污水生物脱氮除磷是当今水处理的热点与难点;新的脱氮除磷理论的提出,为生物脱氮除磷工艺指引了方向;如：SND 同时硝化反硝化工艺、SHARON 工艺、氧限制自氧硝化—反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺以及短程硝化—厌氧氨氧化组合工艺等;但是,生物脱氮除磷工艺的发展已不仅仅要求对N,P 去除率,而且要求处理效果稳定,可靠的运行工艺;今后对此技术的研究应集中在以下方面：第一、加深除磷机理的研究;反硝化聚磷菌的出现解决了硝化菌与聚磷菌争夺碳源,污泥龄不同等主要矛盾;为新型同步脱氮除磷工艺提供了理论依据;但是对于反硝化聚磷菌的了解还不够全面,尤其是其除磷机理还待于进一步研究;应突破传统理论,从微生物的角度来调控工艺;第二、随着脱氮除磷工艺的进一步发展,许多研究者在进行小试时,都驯化出颗粒污泥,而颗粒污泥的出现改善了污泥膨胀这一难题;同时发现颗粒污泥对N,P 的去除要远远优于絮状污泥;今后在对颗粒污泥的研究上应更加深入,研究了解颗粒污泥外部的胞外聚合物是否对N,P 有吸附作用,并进一步研究颗粒污泥的形成机理,调整现有反应器的运行参数,从而加速颗粒污泥的形成,提高脱氮除磷效率;。
污水处理中的脱氮除磷工艺
污水处理中的脱氮除磷工艺摘要：在陈述城市污水生物脱氮除磷机理的基础下，简单分析生物脱氮除磷的处理工艺。
关键词：脱氮除磷；机理；工艺1 前言城市污水中的氮、磷主要来自生活污水和部分工业废水。
氮、磷的主要危害:一是使受纳水体富营养化;二是影响水源水质, 增加给水处理成本;三是对人和生物产生毒害。
上述危害严重制约了城市水环境正常功能的发挥, 并使城市缺水状况加剧，而且随着人民生活水体的提高和环境的恶化，对水质的要求也越来越高。
为了达到较好的脱氮除磷效果，环境工作者对一些传统工艺进行了改进或设计出新工艺，本文简单介绍一些脱氮除磷工艺。
2 生物脱氮原理【1】一般来说, 生物脱氮过程可分为三步: 第一步是氨化作用, 即水中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮。
在普通活性污泥法中, 氨化作用进行得很快, 无需采取特殊的措施。
第二步是硝化作用, 即在供氧充足的条件下, 水中的氨氮首先在亚硝酸菌的作用下被氧化成亚硝酸盐, 然后再在硝酸菌的作用下进一步氧化成硝酸盐。
为防止生长缓慢的亚硝酸细菌和硝酸细菌从活性污泥系统中流失, 要求很长的污泥龄。
第三步是反硝化作用, 即硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐在反硝化细菌的作用下被还原成氮气。
这一步速率也比较快, 但由于反硝化细菌是兼性厌氧菌, 只有在缺氧或厌氧条件下才能进行反硝化, 因此需要为其创造一个缺氧或厌氧的环境( 好氧池的混合液回流到缺氧池) 。
反应方程式如下:( 1) 硝化反应:硝化反应总反应式为:( 2) 反硝化反应:另外, 由荷兰Delft 大学Kluyver 生物技术实验室试验确认了一种新途径, 称为厌氧氨( 氮) 氧化。
即在厌氧条件下,以亚硝酸盐作为电子受体,由自养菌直接将氨转化为氮, 因而不必额外投加有机底物。
反应式为:NH4+NO2→N2+2H2O3 生物除磷原理【1】所谓生物除磷, 是利用聚磷菌一类的微生物, 在厌氧条件下释放磷。
而在好氧条件下, 能够过量地从外部环境摄取磷, 在数量上超过其生理需要, 并将磷以聚合的形态储藏在菌体内, 形成高磷污泥排出系统, 达到从污水中除磷的效果。
污水处理方法之除磷、脱氮
污水处理方法之除磷、脱氮污水处理方法之除磷、脱氮：除磷：城市废水中磷的主要来源是粪便、洗涤剂和某些工业废水，以正磷酸盐、聚磷酸盐和有机磷的形式溶解于水中。
常用的除磷方法有化学法和生物法。
A、化学法除磷：利用磷酸盐与铁盐、石灰、铝盐等反应生成磷酸铁、磷酸钙、磷酸铝等沉淀，将磷从废水中排除。
化学法的特点是磷的去除效率较高，处理结果稳定，污泥在处理和处置过程中不会重新释放磷造成二次污染，但污泥的产量比较大。
B、生物法除磷：生物法除磷是利用微生物在好氧条件下，对废水中溶解性磷酸盐的过量吸收，沉淀分离而除磷。
整个处理过程分为厌氧放磷和好氧吸磷两个阶段。
含有过量磷的废水和含磷活性污泥进人厌氧状态后，活性污泥中的聚磷商在厌氧状态下，将体内积聚的聚磷分解为无机磷释放回废水中。
这就是“厌氧放磷”。
聚磷菌在分解聚磷时产生的能量除一部分供自己生存外，其余供聚磷菌吸收废水中的有机物，并在厌氧发酵产酸菌的作用下转化成乙酸背，再进一步转化为PHB （聚自-短基丁酸）储存于体内。
进入好氧状态后，聚磷菌将储存于体内的PHB进行好氧分解，并释放出大量能量，一部分供自己增殖，另一部分供其吸收废水中的磷酸盐，以聚磷的形式积聚于体内。
这就是“好氧吸磷”。
在此阶段，活性污泥不断增殖。
除了一部分含磷活性活泥回流到厌氧池外，其余的作为剩余污泥排出系统，达到除磷的目的。
脱氮：生活废水中各种形式的氮占的比例比较恒定：有机氮50%~60%，氨氮40%～50%，亚硝酸盐与硝酸盐中的氮占 0～5%。
它们均来源于人们食物中的蛋白质。
脱氮的方法有化学法和生物法两大类。
A、化学法脱氮：包括氨吸收法和加氯法。
a、氨吸收法：先把废水的pH值调整到10以上，然后在解吸塔内解吸氨b、加氯法：在含氨氮的废水中加氯。
通过适当控制加氯量，可以完全除去水中的氨氮。
为了减少氯的投加量，此法常与生物硝化联用，先硝化再除去微量的残余氨氮。
B、生物法脱氮：生物脱氮是在微生物作用下，将有机氮和氨态氮转化为氮气的过程，其中包括硝化和反硝化两个反应过程。
污水生物脱氮除磷原理及工艺
一般用Al2(SO4)3，聚氯化铝（PAC）和铝酸钠（NaAlO2） 2）铁盐除磷：FePO4 、 Fe(OH)3
一般用FeCl2、FeSO4 或 FeCl3 、Fe2(SO4)3
3）石灰混凝除磷:
2 5Ca 2 4OH 3HPO4 Ca5 (OH )(PO4 ) 3 3H 2O
二、生物除磷过程的影响因素
①溶解氧： l厌氧池内：绝对的厌氧，即使是NO3-等也不允许存在； l好氧池内：充足的溶解氧。 ②污泥龄： l剩余污泥对脱磷效果有很大影响，泥龄短的系统产生的剩余
污泥多，可以取得较好的除磷效果；
l 有报道称：污泥龄为 30d ，除磷率为 40%；污泥龄为 17d，
除磷率为50%；而污泥龄为5d时，除磷率高达87%。
一、巴颠甫(Bardenpho)同步脱氮除磷工艺
工艺特点： 各项反应都反复进行两次以上，各反应单元都有其首要 功能，同时又兼有二、三项辅助功能； 脱氮除磷的效果良好。 工艺复杂,反应器单元多,运行繁琐,成本高
二、A—A—O(A2/O)同步脱氮除磷工艺
工艺特点： l工艺流程比较简单；总的水力停留时间短 l厌氧、缺氧、好氧交替运行，不利于丝状菌生长，污泥膨胀 较少发生； l无需投药，两个A段只需轻缓搅拌, 只有O段供氧, 运行费用低。
3
2
2 反硝化反应的影响因素
• 碳源：
①废水中有机物，若BOD5/TKN>3~5时，即可； ②外加碳源，多为甲醇； ③内源呼吸碳源—细菌体内的原生物质及其贮存 的有机物。 • 适宜pH：6.5~7.5； • 溶解氧应控制在0.5mg/l以下；
• 适宜温度：20~40C
生物脱氮的基本原理
二、Phostrip除磷工艺——生物除磷和化学除磷相结合
现代污水处理生物脱氮除磷工艺分析
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 水理 方面的设计和研究。
． ．
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
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
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
《2024年污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》范文
《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业的迅猛发展，大量生活污水和工业废水被排放到水环境中，造成了严重的环境问题。
为了有效减少污水对环境的危害，人们研发了多种污水处理技术。
其中，污水生物脱氮除磷工艺因具有较好的处理效果和较低的运行成本，得到了广泛的应用。
本文将就污水生物脱氮除磷工艺的现状及其发展进行详细探讨。
二、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 工艺概述污水生物脱氮除磷工艺是一种基于微生物作用，利用活性污泥法等生物处理技术，将污水中的氮、磷等营养元素去除的工艺。
该工艺主要利用微生物的代谢作用，将污水中的氮、磷转化为无害物质，从而达到净化水质的目的。
2. 国内外应用现状目前，国内外广泛应用的污水生物脱氮除磷工艺主要包括A/O法、A2/O法、氧化沟法等。
这些工艺在我国污水处理领域得到了广泛应用，特别是在城市污水处理厂和工业废水处理中。
此外，一些新型的生物脱氮除磷技术，如MBR（膜生物反应器）技术、超声波强化生物脱氮除磷技术等也在逐步推广应用。
三、工艺运行机制与原理污水生物脱氮除磷工艺主要依靠活性污泥中的微生物完成。
在反应过程中，微生物通过吸附、吸收、代谢等作用，将污水中的氮、磷等营养元素转化为无害物质。
具体来说，脱氮过程主要通过氨化、硝化和反硝化等步骤实现；除磷过程则主要通过聚磷菌的过量摄磷和释磷实现。
四、工艺发展及挑战1. 技术发展随着科技的不断进步，污水生物脱氮除磷工艺也在不断发展和完善。
新型的生物反应器、高效的微生物菌剂、智能化的控制系统等技术手段的应用，使得污水处理效率得到了显著提高。
同时，一些新型的污水处理理念和技术，如低碳、低能耗、资源化等也得到了广泛关注。
2. 面临的挑战尽管污水生物脱氮除磷工艺取得了显著的成果，但仍面临一些挑战。
如：如何进一步提高处理效率、降低运行成本；如何解决污泥处理与处置问题；如何应对复杂多变的水质等。
此外，一些新兴污染物（如微塑料、新型有机污染物等）也对传统污水处理技术提出了新的挑战。
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污水处理生物脱氮除磷工艺
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,转化成硝酸盐;在缺氧段,反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用,转化成氮气逸入大气中,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。