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，對于污水處理廠生化系統(tǒng)的工藝技術(shù)有著非常嚴格的要求。本文結(jié)合某污水處理廠的實際案例，就其生化系統(tǒng)中的脫氮除磷運行進行了分析和討論，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

中圖分類號：X52 文獻標識碼：A 文章編號：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

新時期，社會經(jīng)濟的發(fā)展帶動了城市化進程的加快，做好污水處理工作，是保證城市正常運行的關(guān)鍵，必須得到市政部門的高度重視。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 實際案例

某小型城鎮(zhèn)污水處理廠設(shè)計污水日處理規(guī)模為4×104m?，執(zhí)行《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918-2002）中的一級A標，以此來保證出水水質(zhì)達標。污水處理廠進出水水質(zhì)如表1所示。

污水處理廠在實際運行過程中，接納的污水包括了生活污水和來自造紙、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%。初期運行階段，因為進水COD不超過500mg/L，因此工藝系統(tǒng)在運行過程中會超越水解池，來自二沉池的回流污泥（50%～100%）以及進水（50%～70%），會與來自好氧池的混合液（100%～200%）共同進入到缺氧段，30%～50%的進水則會直接傳輸?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BOD5被去除后，95%以上的有機氮會由于氨化作用生成NH3-N，硝化作用則是利用相應(yīng)的微生物，對氨氮進行氧化，形成硝酸鹽，其本身屬于生化反應(yīng)的一種。在硝化過程中，亞硝化單胞菌會將接觸到的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，后一個反應(yīng)的速度更寬，因此在一般情況下，并不會出現(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氣的過程?；钚晕勰嘀兴邆涞姆聪趸軌蛟谟醒鯒l件下完成好氧生物代謝，對污水中存在的有機污染物進行氧化分解，去除BOD5;而當存在硝酸鹽但是沒有分子氧時，反硝化菌可以利用NO3-中的氧來實現(xiàn)對于有機污染物的分解，在去除BOD5的同時，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磷、聚磷酸鹽和正磷酸鹽的形式存在，可以通過聚磷菌來完成除磷工作。在實際運行中，當處于厭氧狀態(tài)時，聚磷菌可以對污水中存在的甲酸、乙酸、丙酸等容易發(fā)生生物降解的有機物進行吸收，并儲存起來作為營養(yǎng)源，同時將自身存儲的聚磷酸鹽釋放出來獲取能量;當處于好氧狀態(tài)時，聚磷菌會將自身存儲的有機物進行氧化分解，以此來產(chǎn)生能量，并吸收污水中存在的PO43--P，存儲為聚磷酸鹽。通過這樣的方式，排放出的剩余污泥中會含有大量的磷，污水中含有的磷則會被去除[2]。

3 工藝流程

3.1 好氧池

以1h為間隔進行取樣，將實驗時間設(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程中出現(xiàn)了揮發(fā)，另一部分則因為硝化作用，轉(zhuǎn)化為NO2-和NO3-，污泥中硝態(tài)氮的含量也隨之上升。因為物理性揮發(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，反硝化菌會利用污水中存在的有機物，通過相應(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。而在實際運行中發(fā)現(xiàn)，缺氧池出水口中，硝態(tài)氮的含量對比進水口有所增長，分析原因，主要是因為曝氣池回流導(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，而且是因為物理性揮發(fā)導(dǎo)致。

3.3 厭氧池

以1h為間隔進行取樣，結(jié)合取樣結(jié)果分析，厭氧池內(nèi)存在的聚磷菌會持續(xù)釋放磷，吸收低級脂肪酸等部分容易發(fā)生降解的有機物，在這個過程中，污水中磷的含量會有所增加，磷酸含量由原本的0.45mg/L迅速增長到7.5mg/L，能夠為后續(xù)處理提供便利。同時，硝態(tài)氮的含量會有所下降，在細胞吸收溶解性有機物后，水體中BOD的濃度會逐漸下降[3]。

4 工藝改進

以2017年國慶期間為例，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，工藝改進前，污水處理廠出水TP不達標，而在經(jīng)過有效的工藝改進后，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)對于有機物的利用率，能夠縮短水力停留的時間，同時對脫氮除磷的效果進行強化。工藝改進后，出水TP能夠達到相關(guān)標準的要求。

5 結(jié)語

總之，可持續(xù)發(fā)展背景下，污水處理工作受到了社會各界的廣泛關(guān)注，為了有效減少水體富營養(yǎng)化問題，消除水體污染，政府部門制定了更加嚴格的污水氮磷排放標準，對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)合自身實際，加快對于脫氮除磷技術(shù)的研究以及相關(guān)工藝的改進，提升出水水質(zhì)，以此來保證污水處理的效果。

參考文獻

[1]姜科，吳曉芝，金文杰.關(guān)于城鎮(zhèn)生活污水處理廠總磷指標控制的研究[J].低碳世界，2018（12）：5-6.

[2]崔賀，楊銀川，黃民生，楊樂，尹超，何巖，曹承進.基于城鎮(zhèn)生活污水廠提標改造的新型原位強化脫氮裝置試驗研究[J].華東師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2018（06）：12-21.

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

[4]趙玉林，徐蕾.污水處理廠生化系統(tǒng)的脫氮除磷運行分析[J].三峽環(huán)境與生態(tài)，2009，2（05）：29-31.

收稿日期：2019-01-02

作者簡介：鄧健貴（1982-），男，漢族，本科學(xué)歷，研究方向為環(huán)境工程。