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论同步脱氮除磷技术

作者:未知

  摘要:伴随着社会经济的不断发展,我国存在着非常严重的水资源污染以及水体富营养化等一系列问题,因此,需要进一步研究脱氮除磷的原理,发明新的工艺,提高污水的脱氮除磷的效率,本文对传统脱氮除磷工艺的类型和缺点做了总结,介绍了新型脱氮除磷的工艺类型和优点,并对未来同步脱氮除磷技术的发展方向提出了看法。

  关键词:同步脱氮除磷;工艺类型;工艺特点

  中圖分类号:X52 文献标识码:A 文章编号:2095-672X(2019)06-0-01

  DOI:10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.06.068

  Abstract:With the continuous development of social economy,there are a series of serious water pollution and eutrophication problems in China.Therefore, it is necessary to further study the principle of nitrogen and phosphorus removal, invent new processes to improve the efficiency of nitrogen and phosphorus removal from sewage. This paper summarizes the types and shortcomings of traditional nitrogen and phosphorus removal processes, introduces the new types and advantages of nitrogen and phosphorus removal processes, and puts forward some views on the future development direction of nitrogen and phosphorus removal technologies.

  Keywords:Simultaneous phosphorus and nitrogen removal;Process type;Advantages and disadvantages

  现阶段,我国面临着严峻的淡水资源危机,而且我国水体富营养化现象较为普遍,研究结果表明,氮和磷对于造成富营养化影响显著,因此,需要进一步改进脱氮、除磷的理论和工艺,发明效率更高的脱氮除磷工艺技术。本文将在总结现有同步脱氮除磷技术的基础上,提出未来同步脱氮除磷技术与工艺的发展方向。

  1 传统同步脱氮除磷工艺

  目前,传统的同步脱氮除磷工艺主要有A2/O、VIP、UCT、改良Bardenpho、氧化沟、SBR等。

  1.1 A2/O工艺

  在该工艺中,污水按顺序进入厌氧区、缺氧区,进行磷的释放以及反硝化脱氮。随后进入好氧区,进行过量吸磷、硝化和去除污水中剩余的可生物降解的有机物。此工艺剩余污泥中的磷的干重含量可达6%以上,不但流程简单,还能抑制丝状菌生长,基本不会产生污泥膨胀。另外,不需投加碳源,在缺氧和厌氧段时只进行缓速搅拌即可,因此,运行费用较低。缺点是磷的去除会受到污泥龄、回流污泥中硝态氮、溶解氧含量的限制,另外混合液回流比会影响氮的去除,该工艺混合液回流比不适宜太高(≤200%),不能实现高效率脱氮。

  1.2 UCT工艺

  UCT工艺是将回流污泥回流到缺氧段,回流污泥中的硝态氮在缺氧段通过反硝化脱除,之后将缺氧段流出的一部分混合液回流到厌氧段。缺氧池的中的反硝化使缺氧段流出的混合液中硝酸盐浓度很低,其中的一部分回流至厌氧池,就降低了硝态氮对厌氧释磷影响,使厌氧池的功能发挥充分,提高了磷的去除率,对脱氮也无影响,此工艺对氮、磷的去除率均大于70%。

  1.3 VIP工艺

  VIP工艺污泥龄较短(5~10天),有机物负荷较高,并且每个反应区块均是由两个以上小体积的完全混合反应格串联的,浓度梯度是连续的,有利于聚磷菌充分发挥作用,提高厌氧池释放磷和好氧池吸收磷的速度。再者,这个系统利于缺氧池的反硝化完全,实现厌氧池严格厌氧。但是流程较为复杂,运行管理较为繁琐,且运行费用高。

  1.4 改良Bardenpho工艺

  改良Bardenpho工艺是对脱氮四段Bardenpho工艺的改进,在工艺前端增加了一个厌氧池,整体工艺为厌氧/缺氧/好氧/缺氧/好氧,最前端厌氧池也可以当做生物选择器。四段Bardenpho工艺具有良好的脱氮效果,厌氧池的设置使该系统具备了除磷能力。但由于该系统回流污泥进入厌氧池,其携带的溶解氧、硝态氮会对厌氧释磷产生影响,此外该工艺处理处理单元多、运行繁琐、初期投资和后期运行管理费用都较高。

  1.5 SBR工艺

  该工艺的生物化学反应、泥水分离是在同一个反应器进行的,分批次将污水加入反应器中,按照“进水、反应、沉淀、排水排泥、闲置”的顺序分批次处理污水。SBR工艺运行操作较为灵活,耐冲击负荷,污泥沉降性能较好,能够满足不同水质和不同处理要求的多样性变化。目前已经开发了诸多SBR变形工艺,如:ICEAS、DAT-IAT、CAST、CASS、UNITANK、IDEA、IBCASP等。这些变形工艺做了大量工作以克服传统SBR工艺的不足,操作变得越来越简单、方便。

  1.6 氧化沟脱氮除磷工艺

  脱氮除磷氧化沟是传统氧化沟和脱氮除磷工艺的结合,可以根据需要组合成A2/O、A/O或其他脱氮除磷工艺。具备同步脱氮除磷功能的氧化沟主要有:改良的卡鲁塞尔氧化沟、三沟式是氧化沟、前置厌氧池的双沟式氧化沟等。   1.7 传统同步脱氮除磷工艺存在的问题

  在实际应用中,传统的同步脱氮除磷技术已经逐渐不能满足排放标准的要求,而且,目前城市污水碳氮比低已经成为脱氮除磷的难题。目前传统的同步脱氮除磷技术主要存在问题如下:碳源分配不合理以及不同微生物对碳源的竞争,传统生物脱氮工艺硝化过程碱度的不够,脱氮、除磷之间泥龄的矛盾等,导致同步除磷脱氮效率不高。

  2 同步脱氮除磷新理论及工艺类型、特点

  2.1 反硝化脱氮除磷

  反硝化脱氮除磷为一种新型的同步脱氮除磷技术,其原理主要是反硝化聚磷菌在厌氧条件下吸收易降解的有机物,同时充分释放磷,之后在缺氧段用硝态氮或亚硝态氮作为电子受体,用厌氧段储存的胞内高分子聚合物(PHB)作为电子供体,进行吸收磷的同时反硝化脱氮。此工艺有单泥系统和双泥系统,BCFS工艺为典型的单泥系统工艺,A2NSBR工艺为典型的双泥系统工艺。

  BCFS工艺是在UCT基础上改进的,在主流工艺线上增加了接触池和混合池两个反应器。接触池具有第二选择器的功能,能够有效防止由厌氧水解产物引起的丝状菌膨胀,另外,回流污泥中携带的硝态氮在接触池中可以进行反硝化除磷;混和池将溶解氧控制在低于0.5mg/L状态下运行,具有良好的同时硝化反硝化效果。但此工艺流程太复杂、占地面积大、投资高、而且运行管理复杂,运行费用高。

  A2NSBR工艺中硝化菌和聚磷菌是分开的,处于两个系统中,解决了脱氮需要长污泥龄与除磷需要短污泥龄的矛盾。同单级工艺比较,双泥工艺将反硝化后置,而不是前置,能夠避免大量回流污泥从好氧池流向缺氧池,因此可以达到很高的除磷效率,但是为保证后置反硝化顺利进行需要较高的碳源浓度。

  2.2 活性污泥外循环ERP-SBR生物脱氮除磷工艺

  吉方英利用AS-BIOFILM 工艺、 Phostrip 工艺、BCFS 工艺,研发了活性污泥外循环ERP-SBR生物脱氮除磷工艺。在该工艺中,外循环部分好氧污泥进入厌氧池,进行化释磷,释磷后将富磷污水排除,达到除磷的目的,如此可提高污泥龄,维持高污泥浓度,保证脱氮效果,缓减脱氮除磷微生物之间的矛盾和竞争,提高整个系统的稳定性,同时达到脱氮除磷的最佳目标。

  目前还有一些新的脱氮技术,如:短程硝化-反硝化生物脱氮、厌氧氨氧化工艺、同时硝化反硝化工艺等,这些新型脱氮技术大多都不具备除磷功能,将这些技术加入到同步脱氮除磷工艺,进一步提高脱氮、除磷效率是值得我们研究的。另外,现有除磷技术基本采用生物除磷,目前国家标准对出水磷浓度要求越来越苛刻,生物除磷技术已经达不到要求,而化学除磷成本高,所以采用生物除磷与化学除磷相结合的方法是未来的发展方向。另外脱氮是采用硝化、反硝化将含氮物质最终转化为氮气排出,而氮、磷是同族元素,具有相近的理化性质,可以考虑将磷变成PH3气体排出污水系统。

  参考文献

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  [2]刘章富.同步生物脱氮除磷的几种实用新工艺[J].中国给水排水,2002(4).

  [3]许如平.电厂化学水处理技术发展与应用探究[J/OL].节能,2019(02):95-96.

  [4]王洪洋,朱雁伯.生物脱氮除磷常规工艺及新发展[J].天津市政工程,2003,15(3):25-28.

  收稿日期:2019-02-26

  作者简介:刘娜(1987-),女,汉族,硕士,工程师,研究方向为水处理技术、环境影响评价、污染场地评估。

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