城市污水生物脫氮除磷工藝研究

李墨迪

【摘 要】城市污水中氮和磷的含量較高，是造成水體富營養化的最主要原因，因此對于城市污水處理廠來說，脫氮除磷是工作的重點和難點問題。本文介紹了當前城市污水生物脫氮除磷的常用工藝，通過分析每種工藝的特點為城市污水的脫氮除磷提供理論參考。

【關鍵詞】城市污水；脫氮；除磷；工藝

0.前言

城市污水的來源包括城市居民生活污水、城市工業廢水和降水等，污水中的氮、磷污染物含量很大，如果未經處理或脫氮除磷效果不佳就會造成水體富營養化，從而使水質惡化，水體生態環境被破壞，動物大量死亡等，使水污染和水資源短缺的情況加劇，因此對于城市污水處理廠來說，脫氮除磷已經成為其工作的重點和難點問題。目前對城市污水脫氮除磷的工藝主要包括A/O法、A2/O法、序批式工藝以及氧化溝工藝等，本文對這幾種工藝的原理和特點進行簡要介紹。

1.A/O法

A/O（Anoxic/Oxic）工藝是通過將生物厭氧與生物好氧處理串聯起來的工藝，是利用缺氧段的厭氧水解作為好氧段活性污泥的前處理，因此也被認為是對活性污泥法的改進。A/O法主要用于有機物的降解，對于脫氮除磷也具有一定的效果。脫氮原理為：在缺氧段廢水中的蛋白質、脂肪中含有的氮被異養菌氨化，從而游離出氨（以NH3或NH4+的形式存在），在好氧段在自養菌的硝化作用下氨氮被氧化成NO3-，然后回流到缺氧段，異養菌的反硝化作用將NO3-還原成N2；除磷原理是：聚磷菌吸收廢水中的小分子有機物，合成細胞內貯物（PHB），在好氧段攝取磷，從而達到去除的目的。A/O法工藝的脫氮除磷效率相對較低，一般情況下脫氮效率只有70-80%，而除磷效率在20-30%，而且其脫氮除磷效果還受到進水水質的影響，因此穩定性不高，在實際工作中此法更多的是用作廢水中有機物的去除，而很少作為脫氮除磷的主要工藝。

2.A2/O法

A2/O法是在傳統活性污泥法的基礎上，增加一個缺氧段和一個厭氧段的廢水處理工藝，是目前用于污水脫氮除磷的流程最為簡單、應用最普遍的工藝，根據工藝池的排列順序不同可分為傳統A2/O法和倒置A2/O法。

2.1傳統A2/O法

傳統的A2/O法也稱為厭氧-缺氧-好氧法，運行過程中，污水首先進入厭氧段與回流的污泥混合，污水中的易生物降解的大分子有機物在厭氧發酵菌的作用下轉化為小分子有機物，便于聚磷菌吸收后合成細胞內貯物，然后污水在缺氧段反硝化菌的作用下將NO3-進行反硝化，達到脫氮的目的，污水進入好氧段，未被除去的氮在自養菌的消耗作用下被氧化，通過回流到缺氧段反硝化脫氮，同時在好氧段聚磷菌內貯物PHB分解產生能量，供攝取磷的需要，聚磷菌與攝取的磷形成聚磷鏈的形式經過沉淀后與剩余污泥混合在一起，隨污泥排出系統外，達到除磷的目的。傳統A2/O法很好地利用了三個反應池的環境特點，提高了聚磷菌攝取磷的能力，并且由于好氧段中有機物濃度較低，利于自氧硝化菌的生長，因此脫氮除磷效率較高。

2.2倒置A2/O法

倒置A2/O法就是將傳統A2/O法的厭氧段與缺氧段調換，組成缺氧-厭氧-好氧工藝，實踐證明可以達到更好的脫氮除磷效果。這主要是由于缺氧段置于厭氧段之前更有利于反硝化菌的作用和吸磷能力的增強。對于脫氮來說，缺氧段在厭氧段之前可使反硝化菌獲得更多的碳源，而對于除磷來說，聚磷菌在缺氧段可吸收大量的小分子有機物，在厭氧段釋磷后進入好氧段，使吸磷更加充分，整個工藝過程中的釋磷、吸磷過程都有回流污泥的參與，因此使反應更加充分，使得脫氮除磷效率更高，尤其對于總磷的去除效果頗佳。

雖然A2/O法應用普遍，但不論是傳統A2/O法還是倒置A2/O法，其脫氮除磷效果都受到厭氧段氮氧化物濃度的影響，在傳統A2/O法中，回流污泥中會攜帶部分氮氧化物，因此如果回流污泥量過多，氮氧化物在厭氧池內的濃度過高，就會對聚磷菌釋放磷起到抑制作用，從而影響除磷效果，而如果污泥回流量過少，又會導致厭氧池內聚磷菌過少，導致在好氧段吸磷量的減少，同樣影響除磷效果，因此需要通過對污泥回流量的精確控制才能達到預期效果。

3.序批式工藝

3.1傳統序批式活性污泥法

傳統序批式活性污泥法又稱為SBR法，是一種間歇性活性污泥法，由一個或若干個曝氣反應構筑物組成，城市污水分批進入反應池，進水經過反應、沉淀后上清液排出即完成一個運行周期，然后再進行下一個周期的處理，整個過程均在一個反應池內進行，因此處理工藝流程簡單，構筑物少，只要控制好工藝條件就可以達到很好的脫氮除磷效果。SBR法的脫氮除磷效果與曝氣時率息息相關，一般認為曝氣時率越大，則脫氮除磷效果越差。SBR法由于分批進水的特點，降低了水質、水量對系統的沖擊，所需活性污泥量較少，自動化程度較高，因此理論上是一種較為先進的脫氮除磷工藝，但系統的運行對自動控制和在線監測儀器儀表要求較高，給實際工作帶來一定難度。

3.2 CASS工藝

CASS（Cyclic Activated Sludge System）工藝是周期循環活性污泥法的簡稱，是一種連續進水式的SBR系統，其在SBR工藝的基礎上通過隔墻將反應池劃分為不同的區域以分別實現不同的功能，在各個被分割的區域中根據其功能特點溶解氧、污泥濃度和有機物含量均不同，且可以實現連續進水和出水，CASS工藝具有傳統SBR法的自動化程度高、工藝簡單等優點，且相對SBR法而言優勢在于處理效率更高，且通過單獨設置厭氧區的方式使系統脫氮除磷效果得到進一步提升。

3.3 MSBR工藝

MSBR（Modified Sequencing Batch Reactor）是改良式序列間歇反應器，是傳統SBR工藝結合了傳統活性污泥法優點的基礎上，經過不斷的改良發展起來的新型污水處理器。MSBR工藝流程簡單，不需初沉池和二沉池等大型構筑物，且不需間斷進水，在對城市污水生物脫氮除磷過程中，進水先經過厭氧段，使厭氧反應充分進行，并且獨立設置的厭氧段有助于系統承受進水的沖擊負荷，整個污水脫氮除磷效果極佳，出水水質穩定，且處理效率高，因此被認為是一種極具前途的城市污水生物脫氮除磷工藝。

4.結束語

綜上所述，隨著城鎮化的大勢所趨以及國民工業的飛速發展，我國城市污水的水量也不斷增加，對于污水處理廠來說工作負荷進一步加大，因此需要合理選擇生物脫氮除磷工藝。當前用于城市污水生物脫氮除磷的工藝有A/O法、A2/O法、序批式工藝等，除此之外，氧化溝工藝也得到了一定程度的應用，在選擇生物脫氮除磷工藝時，不但要考慮脫氮除磷效果和工作效率，而且還要考慮技術和經濟可行性問題，發展處理效率高、技術可行、經濟合理的脫氮除磷方法是未來城市污水處理工藝的發展方向。 [科]

【參考文獻】

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