污水處理中脫氮除磷方法總結

胡錦標 靳芳亮

（鄭州大學，河南 鄭州 450001）

工農業的發展，產生大量污水，在排入江河湖海前必須進行深度處理，以滿足出水水質的要求。大量的氮和磷進入水體，超出了水體的自凈能力，導致水體富營養化，對生態環境及水生生物造成局地達傷害。所以，在污水進入水體前，必須去除污水中氮磷．但是許多情況下還不能完美的實現，以致于造成全球性污染。此外，如果可以在廢水處理過程中回收其中的氮磷，那么不僅廢水處理成本會迅速降低，而且開創了氮磷的循環利用的新途徑，符合我國可持續發展的基本方針[1]。

1 水體中氮磷的主要來源

我國水體氮磷污染主要來自日常生活污染、農業生產污染及工業生產污染源。生活氮磷污染來自城市人口的排泄物、食品廢物和合成洗滌劑。農業生產污染主要是農用化肥大量流失。工業污染主要為食品加工企業、化肥生產企業等工業廢水中含有大量氮，磷化工行業排放含磷廢水。此外，畜禽養殖、水產養殖、旅游、航運等也對流域水體富營養化造成了巨大的壓力。

2 生物脫氮原理

現行的脫氮原理主要為以傳統活性污泥法為代表的好養生物處理法，其主要功能是去除污水中呈溶解狀態的有機物。生物脫氮主要分為氨化作用、硝化作用、反硝化作用三個過程，在此過程中, 水中的有機氮先在氨化細菌的作用下轉化成氨氮,然后在硝酸菌的作用下進一步氧化成硝酸鹽，最后在反硝化細菌的作用下被還原成氮氣，從而完成一個完整的脫氮循環過程。

3 生物除磷原理

生物除磷主要利用聚磷菌一類的微生物,這些細菌能夠在好氧時過量地從外部環境提取磷，并將磷以聚合的有機質形式貯藏在菌體內，形成高磷污泥，排除系統外，從而達到從廢水中除磷的效果。一般該類細菌在厭氧時釋放出過量攝取的磷，恢復其代謝磷的能力。

4 脫氮除磷工藝

4.1 AB改進工藝

AB污水處理工藝是一種新型兩段生物處理工藝，即生物吸附-生物降解兩段活性污泥法，AB法對BOD、COD、氨氮的去除率高于傳統活性污泥法，但是該工藝深度處理氮磷能力較差，因此需要對其進行改進，以達到出水水質要求，防止由于氮磷處理不充分而導致水體富營養化。主要的改進措施包括增加污泥回流裝置，提高C源利用率；增加其它方式的C源，充分除去水中氮磷，改進后的AB工藝適用于大部分污水處理廠，在我國污水處理廠中應用較為廣泛。

4.2 A/O工藝

A/O工藝即厭氧／好氧工藝，通過聚磷菌在厭氧和好氧的循環實現磷的去除，是最基本的生物脫氮除磷工藝。設備簡單、操作要求較低，但是傳統A/O工藝出水水質較差，對水質要求苛刻，無法去除高濃度污水中的氮磷，近期研究表明，分段進水A/O工藝可以較好地解決上述缺點，有效地去除高濃度水中的氮磷，但其可能會絲狀菌污泥膨脹[2]，應用方面還有較多局限性。

4.3 A2/O工藝

A2/O工藝具有較高的有機物去除和脫氮除磷能力，對于高濃度的工業廢水與生活污水處理效果明顯，在北方寒冷的冬季，依然能正常穩定的工作，但其對C源要求較高，脫氮與除磷兩者之間的碳源矛盾依舊存在。而在此基礎上改進的倒置A2/O工藝采用兩點進水，降低初沉池的停留時間,進水的碳源有機物增加，初步解決了C源不足的問題。此外，該流程還有簡潔、投資省、能耗低、整個工藝運行穩定,抗沖擊能力強、管理方便等優點，非常適合應用于老污水廠改造[3]。

4.4 氧化溝

氧化溝工藝是20世紀50年代初期逐步形成的一種污水處理方式，通過污水中的硝化反硝化反應進行高效率的脫氮除磷。近些年，奧貝爾氧化溝（Orbal）工藝逐步發展起來，通過在外溝道中同時進行硝化反硝化反應，能有效地減少反應設備的數量和尺寸、氧氣的供給、大幅度降低碳源的投加，節省諸多費用[4]，以此達到節約能耗，低成本運營的目的。

4.5 SBR工藝與SBR變型工藝

SBR工藝即序批式活性污泥法，該方法工藝流程較為簡單，脫氮除磷效果明顯，適用于大部分常規濃度的污水處理，且運行方式靈活、可控性較強，是我國中小型污水處理廠應用最為廣泛的工藝之一。但其也存在積利用率低、脫氮除磷效果不穩定等缺點，這些不足嚴重限制了SBR工藝的處理能力[5]。基于活性污泥轉移改進后的SBR工藝可以較好地避免上述不足，提高了氮磷去除率，但其設備改進工藝較為復雜，尚且無法大面積應用。

此外，工業脫氮除磷方法還有CAST工藝、OCO工藝、Dephanox工藝、Unitank工藝、百樂卡（BIOLAK）工藝等，但由于各種條件限制及技術制約，未得到大范圍推廣使用。

5 結語

隨著我國經濟的高速發展，污水量排放量逐年增加，江河湖庫及近海海域普遍受到不同程度污水的污染，因此，國家的水環境質量標準日趨嚴格，所以污水處理已不能局限于滿足排放標準,更要充分考慮污水的資源化和能源化,朝著最低的氮磷排放量與有效回收利用處理后的氮磷等可持續污水處理工藝的方向發展。

[1]王廣偉；邱立平；張守彬廢水除磷及磷回收研究進展[期刊論文]-水處理技術2010,36(3)

[2]單巧利分段進水A/O工藝中試研究2007年8月7日

[3]黃理輝倒置A2/O工藝生產性試驗研究2002

[4]麥松冰奧貝爾氧化溝的工藝改良試驗研究2007年8月16日

[5]楊慶；彭永臻序批式活性污泥法原理與應用2010