水資源中好氧活性污泥法脫氮效果論述

周建祿 呂享宇 樊平

（1.北京華路達(dá)環(huán)保工程有限公司 北京 1000002.攀枝花市英皓環(huán)保科技有限公司 四川攀枝花 617000）

1 前言

水是生命之源，如今隨著城市工業(yè)化程度的加劇，導(dǎo)致城市污水量也不斷的上升，為保護(hù)水資源，城市污水的處理顯得尤為重要。氮作為城市污水的特征污染物之一，同時(shí)也是致使水體富營(yíng)養(yǎng)化、水體赤潮和水環(huán)境污染的重要物質(zhì)，因此在城市污水處理工藝中氮的處理效率的研究顯得尤為重要。目前對(duì)城市污水的處理工藝較多，如傳統(tǒng)活性污泥法、AB活性污泥法、A2/O法、SBR法等，雖各工藝的脫氮基理基本相同，但因其脫氮的過程不同，因此對(duì)城市污水脫氮效率也不同。

2 脫氮基理簡(jiǎn)述

好氧活性污泥法一般包括傳統(tǒng)活性污泥法、AB活性污泥法、A2/O法、SBR法、氧化溝法，在脫氮時(shí)都需經(jīng)歷三個(gè)階段，即氨化、硝化和反硝化。

氨化階段：在氨化細(xì)菌作用下，將有機(jī)物中的氮轉(zhuǎn)化為氨氮。例如氨基酸生產(chǎn)酮酸和氨（CH2CH（NH2）COOH→CH3COCOOH+NH3）。

硝化階段：在硝酸菌和亞硝酸菌共同作用下，將污水中的氨氮氧化成硝酸鹽的生物化學(xué)過程（其中反應(yīng)式為：NH3+2 O2→NO3-+H2O+H+）。

反硝化階段：在厭氧或缺氧條件（DO＜0.5 mg/L）下，利用污水中的反硝化菌，將硝化階段產(chǎn)生的硝酸鹽還原成氮?dú)猓ㄆ渲械姆磻?yīng)式為：NO3-+5[H]→0.5 N2+2 H2O+OH-）。

3 各處理工藝簡(jiǎn)述

3.1 傳統(tǒng)活性污泥法

傳統(tǒng)活性污泥法簡(jiǎn)稱活性污泥法，處理系統(tǒng)主要由曝氣池、二沉池和污泥回流系統(tǒng)三個(gè)部分組成。一般來(lái)說(shuō)傳統(tǒng)活性污泥法對(duì)氮的去除效率較低，一般為10%～20%[1]。

污水先進(jìn)入曝氣池再進(jìn)入二沉池，經(jīng)二沉池沉淀后排放，其中二沉池中的活性污泥回流至曝氣池。在曝氣階段包括氨化和硝化二個(gè)階段，在二沉池內(nèi)主要進(jìn)行反硝化階段。但由于在曝氣階段污水中的碳源大部分被利用，二沉池內(nèi)的碳源不能滿足反硝化細(xì)菌的攝取量，同時(shí)經(jīng)曝氣過程產(chǎn)生的部分溶解氧仍隨污水進(jìn)入二沉池，在二沉池中很難達(dá)到缺氧狀態(tài)，因此反硝化的效率較低，這是導(dǎo)致傳統(tǒng)活性污泥法脫氮效率低的最主要的原因。

隨著活性污泥法的不斷發(fā)展，目前出現(xiàn)了許多改良的活性污泥法，如階段曝氣活性污泥法、吸附再生活性污泥法、延時(shí)曝氣活性污泥法、高負(fù)荷活性污泥法等，經(jīng)改良后的活性污泥法其氨氮去除率可達(dá)50%～60%[2]。

由于該工藝曝氣池容積大、占地較多，基建費(fèi)用高，抗沖擊能力低，耗氧速率與供氧速率與池長(zhǎng)難以吻合，但考慮到該工藝在其他方面的優(yōu)越性，若對(duì)脫氮要求較低的情況下，該工藝較為適合中、小型污水處理廠。

3.2 A2/O法

A2O法即是厭氧/缺氧/好氧活性污泥處理法，該工藝將污水與回流后的污泥充分混合后，在厭氧池中經(jīng)一定時(shí)間厭氧分解，將硝酸鹽轉(zhuǎn)化成N2（反硝化）而釋放。然后污水進(jìn)入缺氧池，池中的反硝化細(xì)菌以污水中未分解的含碳有機(jī)物為碳源，將好氧池通過內(nèi)循環(huán)回流進(jìn)來(lái)的NO3-進(jìn)一步還原為N2而釋放。接著污水進(jìn)入好氧池，將水中的NH3-N通過硝化反應(yīng)轉(zhuǎn)化成NO3-，回流至厭氧池和缺氧池，作為反硝化菌的電子受體。該工藝在缺氧階段避免了污泥回流帶來(lái)的溶解氧，因此在脫氮方面，比傳統(tǒng)污泥法更具有優(yōu)勢(shì)，其脫氮效率可達(dá)到60～80%[3]。

該工藝相對(duì)傳統(tǒng)活性污泥法來(lái)說(shuō)，需單獨(dú)建缺氧池，因此反應(yīng)池相對(duì)較大，另外污泥內(nèi)回流量較大，能耗相對(duì)較高，該工藝較為適合大中型污水處理廠。

3.3 SBR法

序批式活性污泥法（SBR）是一種間歇運(yùn)行的活性污泥法，主要的裝置是序批式反應(yīng)器，其工藝流程是進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、排水和待機(jī)五個(gè)階段。其中在進(jìn)水和反應(yīng)屬好氧階段，此時(shí)好氧細(xì)菌充足，將廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽；隨著反應(yīng)階段好氧細(xì)菌對(duì)溶解氧的消耗，廢水從好氧階段過渡至缺氧階段，進(jìn)入進(jìn)入沉淀階段。在沉淀階段水中的反硝化細(xì)菌將反應(yīng)階段產(chǎn)生的硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮?dú)狻Ｓ捎赟BR工藝所有過程均在同一反應(yīng)器內(nèi)進(jìn)行，好氧細(xì)菌和反硝化細(xì)菌相互影響，脫氮效率受到了一定程度的影響。

SBR處理工藝為變水位運(yùn)行，受反應(yīng)器容積和處理量的影響，其脫氮效率也有所不同，可達(dá)到80%～90%[2]。一般情況下，若反應(yīng)器容積一定，脫氮效率與處理量成反相關(guān)，若處理量一定，脫氮效率與反應(yīng)器容積成正相關(guān)；另外，由于其占地面積小，基建費(fèi)用低等特點(diǎn)，此類工藝比較適合中小型污水處理廠。

3.4 氧化溝

氧化溝又稱循環(huán)混合曝氣池，它是一種最為簡(jiǎn)單的脫氮工藝。廢水在環(huán)形溝渠中循環(huán)流動(dòng)，進(jìn)水點(diǎn)、排水點(diǎn)和曝氣點(diǎn)基本上固定不變。由于在曝氣點(diǎn)為富氧區(qū)，好氧細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，形成一個(gè)硝化區(qū)；由于氧化溝工藝其溝渠較長(zhǎng)，隨著水中溶解氧的下降，隨后又形成一個(gè)缺氧區(qū)，反硝化細(xì)菌將硝化區(qū)產(chǎn)生的硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)猓胖量諝狻Ｒ话銇?lái)說(shuō)氧化溝設(shè)有多個(gè)溝渠，交替循環(huán)好氧區(qū)和缺氧區(qū)，以提高氮的去除效率。

氧化溝工藝在一些實(shí)際的運(yùn)行性能情況中，其脫氮效率為65～90%[2]。但采用氧化溝處理工藝處理一般的污水時(shí)，隨著流量的增加，其水力停留時(shí)間降低。同時(shí)該工藝不僅耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)、凈化程度高，而且脫氮效率較高，占地面積大，比較適合大型污水處理廠。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，在對(duì)城市污水處理工藝的選擇，不僅需要考慮污染因子的去除率是否達(dá)到GB 18918或中水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也需要對(duì)水力負(fù)荷、水質(zhì)穩(wěn)定程度、能耗、占地面積、基建費(fèi)用和運(yùn)行成本等多方面進(jìn)行綜合考慮。

對(duì)于大型污水處理廠可優(yōu)先選擇氧化溝法，而對(duì)于小中型污水處理廠則優(yōu)先選擇SBR法，在其他方面都比較成熟的情況下可選擇A2/O法，對(duì)于項(xiàng)目決策者在用地、基礎(chǔ)投入緊缺，同時(shí)脫氮效率要求不高時(shí)可選擇傳統(tǒng)活性污泥法。

[1]潘濤，田剛.廢水處理工程技術(shù)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2010.

[2]黃甦，劉瑾.《傳統(tǒng)活性污泥工藝運(yùn)行方式的改進(jìn)》（J）.中國(guó)給水排水.2000(16).

[3]杭世峮，張大群.凈水廠、污水廠工藝與設(shè)備手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社,2010.