1、引言
現實中,水體中氮磷元素多源于日常生活污染、農業(yè)、工業(yè)生產污染層面。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(tài)環(huán)境。因此,污水排入城市水域前,必須嚴格清除污水中所含的氮磷元素,以促使城市水環(huán)境保持同時,回收氮磷元素,最終達到循環(huán)利用的目的。
2、生物脫氮除磷的原理
從生物脫氮原理來講,主要可分為氨化作用、硝化作用、反硝化作用三個層次。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(xù)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(huán)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(tǒng)外,達到污水除磷的效果。
3、現行污水脫氮除磷的工藝研究
3.1、AB工藝分析
AB污水處理工藝,也即生物吸附--生物降解兩段活性污泥法,AB工藝對污水中氨氮元素的去除率相應高于傳統(tǒng)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(fā)現經改進后的AB工藝,在當前多數污水處理廠均較為適用。
3.2、A/O工藝分析
A/O工藝也即厭氧/好氧工藝,具體是依托聚磷菌在厭氧、好氧循環(huán)下達到磷元素去除的目的,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(tǒng)A/O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(fā)現,通過分段進水A/O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。
3.3、A2/O工藝分析
A2/O工藝的脫氮除磷能力及有機物去除能力相應較高,對濃業(yè)度較高的生活污水及工業(yè)廢水處理效果尤為明顯,即便嚴寒季節(jié)節(jié)仍可保持穩(wěn)定工作。但是此工藝實施有著較高的C源要求,普遍能存在脫氮及除磷兩者間的碳源矛盾。當前在A2/O工藝基礎上改進而來的倒置A2/O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(xù)優(yōu)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(wěn)定等顯著優(yōu)點,較為適用于老污水廠改造范疇。
3.4、氧化溝工藝
氧化溝工藝的應用年限較久,具體是通過污水硝化、反硝化反應達到高效脫氮除磷的目的。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(jié)省較多的工藝操作費用,在節(jié)能降耗背景下完成污水脫氮除磷工作。
3.5、SBR工藝與SBR改進工藝
SBR工藝也即是序批式活性污泥法,此工藝方法操作流程相對簡單,且脫氮除磷的效果也相對明顯,較適用在常規(guī)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(xù)穩(wěn)定等缺點不足,此類缺點極大限制了SBR工藝發(fā)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(xù)發(fā)展中作出持續(xù)優(yōu)化完善,因而本文中即不作逐一贅述。
作者:魯青璐