污水處理系統(tǒng)中的脫氮除磷工藝流程

摘要：市政污水處理中，脫氮除磷是非常重要的步驟，技術(shù)含量較高，對(duì)于污水處理廠生化系統(tǒng)的工藝技術(shù)有著非常嚴(yán)格的要求。本文結(jié)合某污水處理廠的實(shí)際案例，就其生化系統(tǒng)中的脫氮除磷運(yùn)行進(jìn)行了分析和討論，希望能夠保證良好的污水處理效果。

關(guān)鍵詞：污水處理廠;生化系統(tǒng);脫氮除磷;流程

中圖分類(lèi)號(hào)：X52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2095-672X（2019）05-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.046

Abstract：In municipal wastewater treatment， nitrogen and phosphorus removal is a very important step with high technical content， which has very strict requirements for the process technology of biochemical system in wastewater treatment plant. In this paper， the operation of nitrogen and phosphorus removal in the biochemical system of a sewage treatment plant is analyzed and discussed， hoping to ensure a good sewage treatment effect.

Key words：Sewage treatment plant;Biochemical system;Nitrogen and phosphorus removal;Process

新時(shí)期，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)了城市化進(jìn)程的加快，做好污水處理工作，是保證城市正常運(yùn)行的關(guān)鍵，必須得到市政部門(mén)的高度重視。一般情況下，污水處理廠的生化系統(tǒng)包含了好氧池、厭氧池、二沉池、污泥回流系統(tǒng)等多個(gè)組成部分，配合相應(yīng)的A/O系統(tǒng)，能夠保證良好的脫氮除磷效果。

1 實(shí)際案例

某小型城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計(jì)污水日處理規(guī)模為4×104m?，執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18918-2002）中的一級(jí)A標(biāo)，以此來(lái)保證出水水質(zhì)達(dá)標(biāo)。污水處理廠進(jìn)出水水質(zhì)如表1所示。

污水處理廠在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，接納的污水包括了生活污水和來(lái)自造紙、醫(yī)療乃至紡織印染等企業(yè)的工業(yè)廢水，兩者所占的比例分別是45%和55%。初期運(yùn)行階段，因?yàn)檫M(jìn)水COD不超過(guò)500mg/L，因此工藝系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)超越水解池，來(lái)自二沉池的回流污泥（50%～100%）以及進(jìn)水（50%～70%），會(huì)與來(lái)自好氧池的混合液（100%～200%）共同進(jìn)入到缺氧段，30%～50%的進(jìn)水則會(huì)直接傳輸?shù)絽捬醵蝃1]。

2 工藝原理

2.1 脫氮原理

2.1.1 氨化和硝化

活性污泥中，當(dāng)BOD5被去除后，95%以上的有機(jī)氮會(huì)由于氨化作用生成NH3-N，硝化作用則是利用相應(yīng)的微生物，對(duì)氨氮進(jìn)行氧化，形成硝酸鹽，其本身屬于生化反應(yīng)的一種。在硝化過(guò)程中，亞硝化單胞菌會(huì)將接觸到的NH3-N氧化為亞硝酸鹽，然后再由硝化桿菌將其轉(zhuǎn)化為更加穩(wěn)定的硝酸鹽，相比較而言，后一個(gè)反應(yīng)的速度更寬，因此在一般情況下，并不會(huì)出現(xiàn)亞硝酸鹽累積的情況，其化學(xué)反應(yīng)為：

2.1.2 反硝化

所謂的反硝化，指在缺氧條件下，污水中存在的硝酸鹽被微生物還原為氮?dú)獾倪^(guò)程。活性污泥中所具備的反硝化菌能夠在有氧條件下完成好氧生物代謝，對(duì)污水中存在的有機(jī)污染物進(jìn)行氧化分解，去除BOD5;而當(dāng)存在硝酸鹽但是沒(méi)有分子氧時(shí)，反硝化菌可以利用NO3-中的氧來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)于有機(jī)污染物的分解，在去除BOD5的同時(shí)，也可以將NO3-中的氮元素轉(zhuǎn)化為N2，相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)為：

2.2 除磷原理

污水中的磷一般是以有機(jī)磷、聚磷酸鹽和正磷酸鹽的形式存在，可以通過(guò)聚磷菌來(lái)完成除磷工作。在實(shí)際運(yùn)行中，當(dāng)處于厭氧狀態(tài)時(shí)，聚磷菌可以對(duì)污水中存在的甲酸、乙酸、丙酸等容易發(fā)生生物降解的有機(jī)物進(jìn)行吸收，并儲(chǔ)存起來(lái)作為營(yíng)養(yǎng)源，同時(shí)將自身存儲(chǔ)的聚磷酸鹽釋放出來(lái)獲取能量;當(dāng)處于好氧狀態(tài)時(shí)，聚磷菌會(huì)將自身存儲(chǔ)的有機(jī)物進(jìn)行氧化分解，以此來(lái)產(chǎn)生能量，并吸收污水中存在的PO43--P，存儲(chǔ)為聚磷酸鹽。通過(guò)這樣的方式，排放出的剩余污泥中會(huì)含有大量的磷，污水中含有的磷則會(huì)被去除[2]。

3 工藝流程

3.1 好氧池

以1h為間隔進(jìn)行取樣，將實(shí)驗(yàn)時(shí)間設(shè)定為5h。結(jié)合取樣結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)好氧池中NH3-N的含量出現(xiàn)了明顯下降，分析原因，主要是一部分氨氮在曝氣過(guò)程中出現(xiàn)了揮發(fā)，另一部分則因?yàn)橄趸饔茫D(zhuǎn)化為NO2-和NO3-，污泥中硝態(tài)氮的含量也隨之上升。因?yàn)槲锢硇該]發(fā)以及聚磷菌超量攝取的原因，污水中TP含量迅速下降，磷酸鹽的去除率能夠達(dá)到90%以上。

3.2 缺氧池

以1h為間隔取樣，結(jié)合取樣結(jié)果分析，反硝化菌會(huì)利用污水中存在的有機(jī)物，通過(guò)相應(yīng)的反硝化作用，將NO3--N和NO2--N還原成N2，使得污水中NO3--N的濃度迅速下降。而在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)，缺氧池出水口中，硝態(tài)氮的含量對(duì)比進(jìn)水口有所增長(zhǎng)，分析原因，主要是因?yàn)槠貧獬鼗亓鲗?dǎo)致。污水中總磷的含量雖然有所下降，但是下降的幅度非常有限，氨氮的含量則略微下降，而且是因?yàn)槲锢硇該]發(fā)導(dǎo)致。

3.3 厭氧池

以1h為間隔進(jìn)行取樣，結(jié)合取樣結(jié)果分析，厭氧池內(nèi)存在的聚磷菌會(huì)持續(xù)釋放磷，吸收低級(jí)脂肪酸等部分容易發(fā)生降解的有機(jī)物，在這個(gè)過(guò)程中，污水中磷的含量會(huì)有所增加，磷酸含量由原本的0.45mg/L迅速增長(zhǎng)到7.5mg/L，能夠?yàn)楹罄m(xù)處理提供便利。同時(shí)，硝態(tài)氮的含量會(huì)有所下降，在細(xì)胞吸收溶解性有機(jī)物后，水體中BOD的濃度會(huì)逐漸下降[3]。

4 工藝改進(jìn)

以2017年國(guó)慶期間為例，該污水處理廠TN和TP的去除情況如表2所示。

結(jié)合上表分析，工藝改進(jìn)前，污水處理廠出水TP不達(dá)標(biāo)，而在經(jīng)過(guò)有效的工藝改進(jìn)后，在現(xiàn)有生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，引入了同步脫氮除磷UCT工藝，增加了厭氧區(qū)對(duì)于有機(jī)物的利用率，能夠縮短水力停留的時(shí)間，同時(shí)對(duì)脫氮除磷的效果進(jìn)行強(qiáng)化。工藝改進(jìn)后，出水TP能夠達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，可持續(xù)發(fā)展背景下，污水處理工作受到了社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，為了有效減少水體富營(yíng)養(yǎng)化問(wèn)題，消除水體污染，政府部門(mén)制定了更加嚴(yán)格的污水氮磷排放標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于污水處理廠脫氮除磷工藝技術(shù)也提出了更高的要求?；诖?，污水處理廠應(yīng)該結(jié)合自身實(shí)際，加快對(duì)于脫氮除磷技術(shù)的研究以及相關(guān)工藝的改進(jìn)，提升出水水質(zhì)，以此來(lái)保證污水處理的效果。

參考文獻(xiàn)

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[3]朱家偉.城鎮(zhèn)污水處理廠生化系統(tǒng)運(yùn)行脫氮除磷流程研究[J].化學(xué)工程師，2018，32（11）：37-39.

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收稿日期：2019-01-02

作者簡(jiǎn)介：鄧健貴（1982-），男，漢族，本科學(xué)歷，研究方向?yàn)榄h(huán)境工程。