生物脱氮除磷技术地研究及应用.doc

生物脱氮除磷技术的研究与应用 【摘要】 生物脱氮除磷技术是技术上可行、经济上合理的新的水处理技术，其在城市生活污水和工业废水处理中得到推广使用。重点介绍了生物脱氮除磷的基本理论及其影响因素，并对近年来我国生物脱氮除磷技术在城市生活污水处理、工业废水处理、中水回用方面的应用进展进行了综述。关键词生活污水处理;生物脱氮除磷;机理 1.生物脱氮除磷技术的特点 生物脱氮除磷技术的工艺流程共有3种类型,即A;/O,AZ/O与A/A/o。由于其能 脱氮除磷,且技术经济合理,而得到国内外广泛地重视.近年来,随着排放标准的产格化, 工业废水的脱氮也成为排水工程界的热点,并迅速在焦化废水、石油化工废水、印染废水的 处理中得到应用。生物脱氮除磷技术具有如下主要特点: (l)污水、废水经A/O或A/A/9工艺处理后,能达到同时去除C有机,N,P等污染 物,出水水质可达三级处理标准。 (2)产生的剩余污泥量较一般生物处理系统少,且污泥沉降性能好,易于脱水. (3)与一般二级处理加脱氮除磷系统相比,基建投资少、能耗低、用药少、占地面积 小。 (4)能提高难生物降解有机物的去除率,并能抑制丝状菌,利于运行和管理. (5)它们是在一般生物处理技术上发展起来的一种水处理新技术,其设计规模可大可 小,进水浓度可高可低,并能移植或推广到那些老的生物处理污水厂的改造和扩建上. 2. 生物脱氮除磷的基本原理 2.1 生物脱氮的基本原理 生物脱氮通过氨化、硝化、反硝化三个步骤完成。 氨化反应 有机氮化合物在氨化细菌的作用下分解,转化为氨态 氮,这一过程称为“氨化反应”。以氨基酸为例,其反应式 为: RCHNH2COOH+O2 RCOOH+CO2+NH3 硝化反应 在硝化细菌的作用下,氨态氮进一步分解、氧化,就此 分两个阶段进行。首先,在亚硝化细菌的作用下,使氨(NH4+)转化为亚硝酸氮,亚硝酸氮在硝酸菌的作用下,进 一步转化为硝酸氮。硝化反应的总反应式为: NH+4+2O2NO-3+H2O+2H+ 2.1.3　反硝化反应 反硝化反应是指硝酸氮(NO-3—N)和亚硝酸氮 (N0-2—N)在反硝化菌的作用下,被还原为气态氮(N2)的 过程。 2.2　生物除磷的基本原理 所谓生物除磷,是利用聚磷菌一类的微生物,能够过 量地、在数量上超过其生理需要的、从外部环境摄取磷,并 将磷以聚合物的形态贮藏在菌体内,形成富磷污泥。排出 系统外,达到废水中除磷的效果。 3.　生物脱氮除磷工艺研究新方向 传统的生物脱氮除磷工艺如:生物除磷:A /0,A2/O、 Bardenpho、UCT、Phoredox、AB等除磷工艺。生物脱氮:A / O、A2/O、Bardnpho、UCT、Phoredox、改进的AB、TETRA深 度脱氮、SBR、氧化沟等脱氮工艺。 现有的生物脱氮除磷组合工艺主要是建立在传统生 物脱氮除磷理论基础上进行构架组合的。传统生物脱氮 除磷工艺中,具有较大差别的微生物在同一系统中相互影 响,制约了工艺的高效性和稳定性;较多的工艺流程中包 含多重污泥和混合液的回流,增加了系统的复杂性,提高 了基建和运行费用;脱氮除磷过程中对能源(如氧、COD) 消耗较多;剩余污泥富含磷,处理量较大。这些都不符合 环境的可持续发展的要求。近年来,同时硝化反硝化现 象、反硝化除磷现象、短程硝化反硝化脱氮工艺、厌氧氨氧 化工艺等的发现和研究,为解决上述问题提供了有效的途 径。 3·1 　同时硝化反硝化技术的研究 传统脱氮理论认为硝化反应在好氧条件下进行,而反 硝化反应在厌氧条件下完成,两者不能在同一条件下进 行。然而,近几年许多研究者发现存在同时硝化反硝化现 象,尤其是有氧条件下的反硝化现象,确实存在于不同的 生物处理系统中。如氧化沟、SBR工艺、间歇曝气反应器 工艺[2]。研究者对此进行了广泛的研究,提出了一些新的 见解。其中,认为微生物的存在是其最主要的原因。如某 些反应器流态上的特征,为同时硝化反硝化创造了可能的 环境条件;另外,从微生物发展的角度看,存在着目前尚未 被认识的微生物菌种(如好氧条件下的反硝化细菌)能使 同时硝化反硝化现象发生,但对其机理的认识还未统一, 尚处于探索阶段。 已有一些研究者利用其成果改进脱氮工艺,如F Fdez—Polanco等[3]在流化床反应器中实现了同时硝化和 反硝化。该技术不但仅可节省占地面积和投资,而且由于 没有硝酸盐的影响,对厌氧段聚磷菌释磷也十分有利。目 前在荷兰、丹麦、意大利等已有污水厂在利用同时硝化和 反硝化脱氨工艺运行。但该工艺还有许多问题有待进一 步解决,因此,离投入工程运行还有一定距离。 3.2 短程硝化反硝化技术的研究 传统的硝化一反硝化原理是:氨氮在亚硝化菌的作用 下氧化生成NO-2,然后被硝化菌进一步氧化