展望污水處理工藝的相關研究及運用

范路煌

【摘要】最近幾年，我國社會經濟取得了較為顯著的發展成效，隨之而來的是越來越嚴峻的污水處理問題。由于大部分污水中的氮磷元素含量較大，對環境的負面影響較為嚴重，如果沒有及時處理好污水就會給人們的生存環境造成負面影響，導致水體富營養化的問題。基于此，我們應該認真研究污水處理工藝，并重點探究污水脫氮除磷工藝，充分發揮污水處理工藝的自身作用才能為人們提供良好的水源環境。本文主要從污水處理工藝角度對污水脫氮除磷工藝進行了相關的探討，展望了污水處理工藝的未來發展。

【關鍵詞】污水處理；脫氮除磷；技術工藝；研究

一、引言

在實際生活過程中，污水處理工作是一種比較常見的工作，污水的主要來源就是生活污染、農業以及工業生產過程中造成的污染。大量氮磷元素進入水體，導致水體自凈能力難以有效完成，從而破壞了城市水域的生態環境。因此，污水排人城市水域前，必須嚴格清除污水中所含的氮磷元素，以促使城市水環境保持同時，回收氮磷元素，最終達到循環利用的目的。

二、生物脫氮除磷工藝的原理

生物脫氮除磷工藝的原理主要可以分成三大類，一類是氨化作用，一類是硝化作用，還有一類是反硝化作用。首先，是將污水中的蛋白氮、有機氮在好氧條件下，經氨化菌轉化為氨氮，此即氨化作用；其次，在硝酸菌作用下持續轉化為硝酸鹽氮，此即硝化作用；最后，在缺氧條件下，經反硝化細菌作用之下，促使硝酸鹽氮還原為氮氣自污水中溢出，此即缺氧反硝化作用；經過上述三個層次配合，一個完整的脫氮循環過程即告形成。而從生物除磷層面來講，主要是利用污水之中的聚磷菌類微生物，在厭氧條件下，相繼釋放出體內的磷酸鹽，產生能量吸收快速降解的有機物，轉化為聚β羥丁酸儲存起來；而當此類聚磷菌進入好氧條件時，便可自動降解體內存儲的聚β羥丁酸產生能量，用作細胞合成及磷元素吸收，形成高磷污泥排出系統外，達到污水除磷的效果。

三、當前的污水脫氮除磷工藝研究分析

（一）AB工藝的相關研究

這種污水處理工藝主要是利用生物吸附以及生物降解的方法進行活性污泥處理，AB工藝對污水中氨氮元素的去除率相應高于傳統活性污泥法，但此工藝對氮磷深度清理的能力較差，所以需給予改進，以便達到水質凈化的標準要求。主要改進措施可采取增加污泥回流裝置，強化C源利用率，以充分清理污水中的氮磷。筆者實踐發現經改進后的AB工藝，在當前多數污水處理廠均較為適用。

（二）A/0工藝的相關研究

這類污水處理工藝的主要原理就是借助聚磷菌在好氧和厭氧條件下的反應實現去除磷元素的任務，是最基礎的生物脫氮除磷工藝，工藝操作所需設備簡單，操作要求也相應較低。但是不可置否傳統A/0工藝處理后的出水水質相對較差，對于高濃度污水氮磷元素的去除效果。筆者結合近期研究發現，通過分段進水A/0工藝能夠對上述缺點作出解決，相繼清除高濃度水中的氮磷元素，但具體應用中可能出現絲狀菌污泥膨脹情況，有待進一步改善消除此類局限性問題。

（三）A2/0工藝的相關研究分析

這種污水處理工藝的脫氮除磷水平較高，還能有效除去污水中的有機物，特別適用于濃度較高的生活污水及工業廢水處理工作中。但是此工藝實施有著較高的C源要求，普遍存在脫氮及除磷兩者間的碳源矛盾。當前在A2/（]工藝基礎上改進而來的倒置A2/0工藝，通過以兩點進水，降低初沉池停留時間，增加進水碳源有機物，也對C源不足問題予以了初步解決，但仍有待持續優化。從適用范圍來講，此工藝流程有著操作簡潔、投資能耗較少、運行穩定等顯著優點，較為適用于老污水廠改造范疇。

（四）氧化溝工藝的相關研究

這種污水處理工藝出現的較早，主要是借助污水硝化、反硝化反應來完成污水處理任務。近些年，國內開始廣泛應用奧貝爾氧化溝工藝，具體是采取外溝道中同時實施硝化反硝化反應，有效減少反應設備數量、尺寸、氧氣供給量，同時能夠大幅降低碳源的投加，從而節省較多的工藝操作費用，在節能降耗背景下完成污水脫氮除磷工作。

（五）SBR工藝與SBR改進工藝的相關研究

這種污水處理工藝便于操作，加之其具有較強的脫氮除磷效果，因此得到了人們的廣泛關注。較適用在常規濃度的污水處理范疇，工藝控制便捷，目前在國內中小型污水處理廠得到了極為廣泛的應用。但該項工藝也非完美，尚存在著總容積利用率低、脫氮除磷效果欠缺持續穩定等缺點不足，此類缺點極大限制了SBR工藝發展。目前，基于活性污泥轉移改進后的SBR工藝，相應彌補了上述缺點不足，強化了氮磷清除效率，但仍面臨設備改進工藝較為復雜的情況，難以作出大范圍的應用推廣。除卻上述方法之外，目前國內城市污水處理廠應用的脫氮除磷工藝還有CAST工藝、OCO工藝、百樂卡工藝等，但均因各類條件、技術限制，尚未得到大范圍的應用推廣，有待在后續發展中作出持續優化完善，因而本文中即不作逐一贅述。

四、未來污水處理技術的運用

污水處理技術的未來發展局勢較為廣闊，因此其運用范圍也較廣。前瞻性污水處理技術的應用需要格外重視適應性的原則，工藝的適應性簡言之就是具有足夠的靈活性能夠在相當長的時間內適應污水處理各種可能的方向發展。未來污水處理廠的適應性首先需要體現在對水力性能方面，污水處理廠需要能夠適應最低流量、峰值流量的波動，一方面由于節水意識和措施的深入，未來污水處理廠的最低流量可能會比歷史上的任何時期都低，另一方面由于氣化變化導致的極端天氣，雨季的峰值流量又會比以往更高，如何適應未來水量的這種變化是未來污水處理廠不容忽視的一個問題。其次，工藝的適應性還體現在如何利用現有設施來應用新的技術。例如主流厭氧氨氧化的應用需要有碳分離過程，做到傳統工藝與發展中的工藝（主流厭氧氨氧化）在應用上的有效銜接，無疑對于如何走向未來至關重要。

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