工業(yè)污水處理廠生物脫氮效率提升策略研究

馬馳

鐵法媒業(yè)（集團）有限責(zé)任公司小康煤礦 遼寧沈陽 110500

1 我國污水處理強化脫氮的必要性

當(dāng)前，我國水體中氨氮濃度遠超受污水體的自凈能力是水體環(huán)境保護面臨的一大難題。與我國現(xiàn)行的相關(guān)標準《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）和《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB3838-2002）參考發(fā)現(xiàn)，水污染排放標準與水環(huán)境標準仍處于“脫軌”狀態(tài)。在我國北方城市，污水處理廠出水主要排入河流，當(dāng)污水處理不達標時會對城市河流造成較大的負擔(dān)。氨氮已成為我國地表水環(huán)境質(zhì)量的首要影響因素。

氮素是能夠直接影響河流初級生產(chǎn)力的關(guān)鍵營養(yǎng)元素，為生物質(zhì)的基本組分之一，是維持水環(huán)境良性循環(huán)的重要基礎(chǔ)。但當(dāng)水體中的氮含量超過接受水體的可平衡范圍時，將會對受納水體水環(huán)境的質(zhì)惡化，并對嚴重危害其中的水生生物。相比較其他形態(tài)的氮，氨氮對水體危害更為持久，更為復(fù)雜。氨氮的過量排放會誘發(fā)黑臭水體、水體富營養(yǎng)化。氨氮氧化會消耗掉水體中溶解氧，為耗氧污染物，而水體底泥的厭氧發(fā)酵會再次產(chǎn)生氨氮，進而使得水體系統(tǒng)中形成惡性循環(huán)。當(dāng)水體中耗氧量大于產(chǎn)氧量時，有機污染物將會進行厭氧分解，從而產(chǎn)生各種類型的黑臭物質(zhì)，引發(fā)黑臭水體[1]。同時當(dāng)過量的氨氮水體排入湖泊等地表水體時會導(dǎo)致水生生物異常增殖，進而導(dǎo)致水體因水生生物的爆發(fā)而缺氧，致使大量水生動物死亡，造成富營養(yǎng)化現(xiàn)象。

2 污水生物脫氮現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國很多城市中都設(shè)立了污水處理廠，但是這些處理廠的二級處理率較低，污水處理依然局限于懸浮固體以及有機物的去除。盡管近年來，我國開展了脫氮除磷研究，并且取得了一定進展。可是，十多年以來，我國污水處理廠依然存在著水體富營養(yǎng)化的問題，并呈現(xiàn)出了愈演愈烈的態(tài)勢。水體富營養(yǎng)化主要指的是河流、湖泊以及水庫等水體當(dāng)中氮磷物質(zhì)大量富集，導(dǎo)致了藻類以及浮游生物大量繁殖，降低了水體當(dāng)中溶解氧的含量，使得浮游生物、藻類、水生物、植物以及魚類逐漸衰亡，并且最終絕跡，水體富營養(yǎng)化是一種嚴重的水體污染現(xiàn)象。因此，對于氮磷物質(zhì)的二級處理技術(shù)是提升污水處理廠亟待解決的重要課題。

3 污水處理廠生物脫氮提升的方法

3.1 污水處理技術(shù)的合理應(yīng)用與創(chuàng)新

在城市規(guī)模不斷擴大的趨勢下，部分污水處理廠無法滿足當(dāng)前污水處理的需求，其根本原因是由于技術(shù)方面未能做到與時俱進又或者是未能充分利用當(dāng)前技術(shù)，最終導(dǎo)致污水處理效率不斷下降。因此，在污水處理技術(shù)方面一定要做到合理利用。比如，部分市政污水處理廠的進水水質(zhì)中由于周邊工業(yè)企業(yè)的偷排而夾雜著工業(yè)廢水，致使生物活性污泥系統(tǒng)中的污泥中毒，進而出現(xiàn)污泥膨脹等現(xiàn)象。而在活性污泥法中，污泥膨脹問題一直困擾污水廠相關(guān)工作人員，對此，本文建議可以根據(jù)對技術(shù)工藝進行適當(dāng)調(diào)整，從而達到有效管控污泥膨脹的目標[2]。另外，要完善在線儀表監(jiān)測系統(tǒng)，保證鼓風(fēng)機房與中控室之間能夠保持密切的溝通，通過在線儀表對現(xiàn)場情況進行實時跟蹤，這樣就能確保及時有效的對曝氣量進行調(diào)整，從而讓生物池最大限度擁有足夠的溶解氧。

3.2 厭氧氨氧化

在厭氧條件下，將NH4+-N作為電子供體，NO2--N作為電子受體，最終反應(yīng)產(chǎn)生氮氣，這便是厭氧氨氧化，其中包含了厭氧氨氧化以及亞硝化反應(yīng)等兩個不同的過程。在氧氣充足的情況下，亞硝化細菌能夠把NH4+-N完全轉(zhuǎn)變?yōu)镹O2--N，而在缺氧的情況下，將NO2--N作為電子受體，能夠?qū)H4+-N轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨狻Ｔ摲椒ǖ膬?yōu)勢在于：第一，不需要增加碳源，NH4+-N作為電子供體可以有效的節(jié)約費用[3]。第二，降低能耗，在不考慮細胞合成的時候能耗可以降低62．5%，厭氧氨氧化反應(yīng)當(dāng)中，氧化1molNH4+-N損耗的氧氣量只有0．75mol，消化作用當(dāng)中則會損耗2mol氧氣量。第三，節(jié)約中和試劑，在厭氧氨氧化生物產(chǎn)堿量通常為零，產(chǎn)酸量也顯著的降低。

3.3 剩余污泥作污水處理碳源回用可行性

污泥微生物細胞胞內(nèi)物質(zhì)及EPS是構(gòu)成微生物群體多氧化空間結(jié)構(gòu)的基質(zhì)，主要由蛋白質(zhì)、脂類化合物、氨基酸、腐殖酸及多糖碳水化合物等構(gòu)成，其中蛋白質(zhì)與多糖是構(gòu)成EPS的主要組成部分，占EPS總質(zhì)量的70%左右。通過一定的污泥溶胞預(yù)處理技術(shù)即可實現(xiàn)污泥細胞及EPS內(nèi)碳源的釋放[4]。Canziani[26]在初沉污泥水解酸化產(chǎn)物作碳源的實驗中發(fā)現(xiàn)，水解酸化產(chǎn)物中含有BOD的量大幅度提升，能有效提高10%左右的脫氮效果。Gali通過對初沉污泥進行厭氧消化產(chǎn)物作碳源回用生物污水處理試驗發(fā)現(xiàn)：初沉污泥在經(jīng)過80h厭氧消化之后，SCOD（soluble COD）溶解性達到 10．30mg/mL，揮發(fā)酸（Volatile fatty acid s,VFAs）的平均溶解性濃度為6．50mg/mL。

4 結(jié)語

綜上所述，在城市污水處理過程中目前還存在著一些問題，例如，管理機制不夠完善、資金投入力度不足、技術(shù)存在缺陷以及管網(wǎng)配套設(shè)施不完善等問題。因此，針對以上問題需要相關(guān)部門迅速采取有效措施予以處理。此外，城市污水處理不僅只有上述問題，在需要在今后的研究中不斷完善，從而全面提升污水處理水平，為人們提供更好的生存環(huán)境。