污水處理脫氮除磷新工藝與原理探究

王合利 司麗麗

摘 要：在人們的日常生產生活中經常會產生大量污水，而通過對此類污水進行有效處理，不僅有利于實現這一資源的充分利用，同時也可以避免對水體環境以及周圍生態環境造成污染與破壞。在這一背景下，本文將重點針對污水處理脫氮除磷新工藝與工藝原理進行簡要分析研究，以期能夠為相關研究人員提供必要理論指導。

關鍵詞：污水處理；脫氮除磷；工藝原理

1 污水處理脫氮除磷工藝原理

1.1 生物脫氮原理

在污水處理脫氮除磷中使用較為廣泛的一種工藝方法便是生物法，其主要是通過利用微生物特有的可以快速代謝氮磷生物的優勢特性，從而令各形態的氮磷可以在水、污泥以及大氣間進行自由遷移與轉化，達到去除污水中氮磷的效果。而在生物脫氮中，有機物在受碳化作用生成水、二氧化碳的同時，有機氮也在水中逐漸轉化為無機氨態氮[1]。在好氧狀態下，因同時受到硝化細菌與亞消化細菌的作用影響，氨態氮將會自動轉化成硝酸鹽氮與亞硝酸鹽氮。而在缺氧情況下，硝態氮因受到反硝化細菌的作用影響，經過還原反應將會轉化成氮氣并直接釋放至大氣中。

1.2 生物除磷原理

在進行污水生物除磷的過程中，以分別在厭氧和好氧狀態下磷釋放與聚磷過程為主。首先，在厭氧狀態下，因缺乏充足的氧氣，聚磷菌的生長速度將會有所減慢，在菌體代謝有機質需要相應能量的現況下，細胞中的聚磷酸鹽將會被釋放出來，從而形成一個完整的磷釋放過程。而在好氧狀態下，因氧氣充足菌體可以保持較高的活力，此時通過利用有機基質進行細胞能量的合成，便可以逐漸攝取諸多污水中的溶解態正磷酸鹽，進而有效完成聚磷 [2]。

2 污水處理脫氮除磷新工藝及成效分析

2.1 MBBR技術與A2O法聯合

在污水處理脫氮除磷中先后出現了許多新工藝，其通過依托出三通的生物脫氮除磷工藝，通過對其進行優化與改進，或是進行原有工藝技術的優化整合，從而獲得全新的污水處理脫氮除磷工藝，并有效實現提升污水生物處理氮磷去除率，獲得理想的污水處理脫氮除磷效果。例如現階段出現的一種將傳統生物膜法和多級活性污泥法相互聯合，形成的新污水處理脫氮除磷工藝。具體來說，該項工藝建立在A20系統各構筑物的基礎上，將生物膜工藝技術引入其中，污水在進入厭氧池并進行相應處理后，將會自動分流，分別進入到第一與第二缺氧池中。流入第一缺氧池中的污水將會直接進入到好氧池中，在好氧狀態下此時污水將會進行硝化與同化作用，隨后污水將會流入到第二缺氧池中，與之前被直接分流進入到第二缺氧池中的污水匯合。在該缺氧池中污水將會統一進行反硝化作用，而后直接流入MBBR池即生物膜池[3]。在MBBR池中，生物流化床將會發揮自身作用處理污水，隨后將一部分污水回流至第一缺氧池硝化液回流管道中。其他MBBR池中的污水將在處理后流入沉淀池中。并在沉淀池中進行2到4小時的靜置沉淀處理，此時沉淀后的污水上清液將會直接被作為出水排出，而沉淀物與污泥等則將會排入到預濃縮池中。同樣需要經過30分鐘到1小時的靜置沉淀，其上清液將會經由預濃縮池頂部回流至第二缺氧池中。位于預濃縮池底的回流管道將會把沉淀后的濃縮污泥全部排入預缺氧池中。利用預缺氧池將其回流至厭氧池中進行循環處理。在此過程中，污泥停留在預缺氧池中的時間需要控制在10分鐘到30分鐘之間，經由預濃縮池回流至預缺氧池中的濃縮污泥的流量，在沉淀池污泥回流總量中的占比則需要控制在30%到60%之間。而為了使得污水脫氮除磷中具有高硝化效率，在MBBR池內還將根據污水密度適當添加與其密度基本相同的填料，并適當增加曝氣量，使得整個系統能夠獲得更為理想的脫氮除磷成效。

2.2 工藝成效

由于該項新工藝通過將A2O系統與生物膜工藝技術進行優化整合，因而具備較高的應用成效。其通過對現有曝氣池中部分區域進行缺氧池改造，同時適當增加攪拌設備，在將適量生物填料加入到好氧區域中，并新增一個回流污泥預濃縮池及其相連的預缺氧池，可以在避免污水處理占用過多土地面積的同時，使部分污泥泥齡可得到相應延長。而通過充分發揮污泥預濃縮池的應有效用，則可以有效控制污水處理系統流量以及回流到厭氧區的污泥量，對進水VFA的稀釋能夠實現有效控制。有利于防止出現回流污泥中硝酸鹽過濃而影響稀釋作用的情況，使得厭氧池生物除磷效果實現優化。而在將MBBR技術和多級AO技術進行聯合使用的過程中，生物膜中及脫落生物膜中將會出現大量自氧菌硝化，活性污泥混合液則負責去除異氧BOD。進入到活性污泥混合液當中的脫落生物膜在消化污泥接種作用下，有助于污水處理系統始終可以穩定地抗沖擊負荷。

根據相關統計數據顯示，在使用此項污水處理脫氮除磷新工藝中，總投資可至少節省20%，污水處理脫氮除磷率則可以達到99%以上。又因曝氣系統與出水裝置并不需要經常運維管理，所使用的生物填料本身也具有結實耐用等使用優勢，因此使得污水廠只需對鼓風機、儀器儀表等進行日常運維管理即可。

3 結束語

通過本文的分析研究可知，污水脫氮除磷中通過借助微生物特有的對氮磷生物代謝這一優勢特點，可以在水、污泥等之間實現各形態氮磷的有效遷移轉化，從而去除污水中的氮磷。而通過將MBBR技術與A2O工藝進行有機結合，也為創新污水處理脫氮除磷工藝提供了新方向。未來我國還需要繼續加強對污水脫氮除磷工藝的創新與研究力度，探尋更多高性能的工藝技術，以便可以更好地完成污水處理工作。

參考文獻

[1]張楊明稼，譙華，方振東，鄭雅偉，謝應權.基于填料技術的村鎮生活污水脫氮處理研究進展[J].當代化工，2019，48（01）：107-110.

[2]袁書林.三段進水對3AO-MBBR一體化生活污水處理設備脫氮除磷效率的影響研究[J].中國資源綜合利用，2018，36（12）：14-17.

[3]崔凱.低碳源污水的脫氮除磷技術研究進展[J].黑龍江科學，2018，9（22）：136-137.

作者簡介：

王合利，男，1988.10.01，山東省新泰市人，本科，畢業于山東建筑大學生物工程專業，無職稱，研究方向，污水處理