廢水處理生物脫氮除磷技術(shù)二

       氮和磷是生物的重要營(yíng)養(yǎng)源，在廢水中含量高，是引發(fā)水體富營(yíng)養(yǎng)化的根本原因。廢水中氮元素主要有無(wú)機(jī)形態(tài)如硝酸鹽、亞硝酸鹽、銨鹽及有機(jī)氨氮等形態(tài)存在。隨著各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重視，治理廢水也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，目前脫氮除磷的主流方法還是化學(xué)法和物理法，化學(xué)法脫氮除磷優(yōu)點(diǎn)是效果穩(wěn)定且效率高，但產(chǎn)生的污泥會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染是其主要缺陷。物理法脫氮除磷對(duì)于基礎(chǔ)投入高，機(jī)械的技術(shù)高構(gòu)造復(fù)雜，適用于大型的廢水處理。生物脫氮除磷技術(shù)因?yàn)樯婕暗轿⑸铮⑸飳?duì)所處的環(huán)境要求更加苛刻，往往在實(shí)驗(yàn)室條件下理論值較好，但是實(shí)際應(yīng)用到工程效果不佳且處理成本較前兩種更高，這嚴(yán)重制約了該技術(shù)的推廣與應(yīng)用。然而生物脫氮除磷是環(huán)保、副作用小的，發(fā)展生物脫氮除磷方法從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，將成為解決水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題的主流方案。

1、生物脫氮除磷原理

污水生物脫氮通過(guò)硝化作用和反硝化作用。硝化作用的細(xì)菌為好氧細(xì)菌，主要包括硝酸螺菌屬、亞硝酸桿菌屬、硝酸球菌屬等。硝化作用是在好氧條件下，利用硝化菌經(jīng)歷復(fù)雜的生化反應(yīng)，將氨氮化成亞硝酸鹽氮，然后再氧化成硝酸鹽氮。反硝化作用的反硝化菌在缺氧狀態(tài)下將亞硝氮和硝氮還原成氮?dú)猓饕獮榧嫘詤捬跫?xì)菌。自然界具反硝化能力的細(xì)菌較多，如變形菌門的多個(gè)綱的細(xì)菌。

生物除磷是聚磷菌在厭氧環(huán)境中水解聚磷和糖原產(chǎn)生ATP，同時(shí)吸收污水中的揮發(fā)性脂肪酸。ATP是生物的能量載體，磷元素是ATP的組成之一，ATP儲(chǔ)存于體內(nèi)用于供能微生物生長(zhǎng)代謝，從而使聚磷菌成為優(yōu)勢(shì)菌種，因此污水中的磷酸鹽被微生物大量吸收，最終通過(guò)排放剩余污泥達(dá)到除磷的目的。

2、廢水處理生物脫氮除磷工藝

現(xiàn)行主流的廢水生物脫氮除磷工藝主要可以按時(shí)間和空間分為2大類，其一是屬于按時(shí)間順序分布的間歇式活性污泥法工藝，典型代表是序批式反應(yīng)器。其二是屬于按空間分布的典型代表有厭氧/缺氧/好氧工藝、南非開普敦大學(xué)UCT同步脫氮除磷工藝等。

(1)序批式反應(yīng)器（SBR）

序批式反應(yīng)器是一種運(yùn)行按間歇曝氣方式的活性污泥污水處理工藝技術(shù)，序批式反應(yīng)器工藝技術(shù)的核心結(jié)構(gòu)為集生物降解池、初沉池等多種功能于一體的反應(yīng)池，通過(guò)曝氣和攪拌交替運(yùn)行，無(wú)污泥回流系統(tǒng)，在反應(yīng)池生成缺氧/好氧/厭氧環(huán)境，在氧濃度變化的交替過(guò)程中，細(xì)菌完成富集氮、磷，釋放氮?dú)饧皟?chǔ)能的過(guò)程。此類裝置具有占地面積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際使用能達(dá)到較好的脫氮除磷效果，目前已在國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用。