污水脫氮除磷機(jī)理

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1、淺談生活污水脫氮除磷研究摘要：介紹了污水中氮磷的來源和危害，污水脫氮除磷的機(jī)理以及幾種常用的生活污水脫氮除磷工藝，分析了其優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹了相關(guān)污水脫氮除磷的研究。關(guān)鍵詞：生活污水脫氮除磷1前言氮和磷是生物重要營養(yǎng)源。隨著人口的持續(xù)增長和人們生活水平的不斷提高，生活污水人均排放量持續(xù)增加，加之洗滌劑的普遍使用，以及二級(jí)生化處理城市污水出水中氮磷含量較高，排入水體后使受納水體中氮、磷含量增加，藍(lán)、綠藻大量繁殖，水體缺氧并產(chǎn)生毒素，水質(zhì)惡化。我國淮河流域、太湖、巢湖、滇池等水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重，近海岸每年發(fā)生的十多起大面積的

2、赤潮，嚴(yán)重影響水生生物和人體健康。大量氮、磷化合物進(jìn)入水體后加速水體的富營養(yǎng)化進(jìn)程，降低了水體的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和美學(xué)價(jià)值，破壞水體生態(tài)環(huán)境，影響供水水質(zhì)等；消耗水體中的溶解氧，不利于水體質(zhì)量的改善以及魚類的生存；降低氯的消毒效率，大大增加氯的消耗量，同時(shí)對(duì)人類的健康存在著潛在的危害。因此，解決氮磷污染問題對(duì)解決我國水環(huán)境污染問題具有重大意義。2污水脫氮除磷機(jī)理污水中氮的存在形式主要有氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮，可通過物理法、化學(xué)法和生物法去除。常用的物化方法有氨吹脫法、化學(xué)沉淀法、折點(diǎn)加氯法、選擇性離子交換法和催化氧化法

3、。污水中磷的存在形態(tài)主要是磷酸鹽、聚磷酸鹽和有機(jī)磷，其去除方法主要有混凝沉淀法、結(jié)晶法和生物法。由于生物脫氮除磷被公認(rèn)為是一種經(jīng)濟(jì)、有效和最有發(fā)展前途的方法，且生活污水的可生化性好，因此，目前污水脫氮除磷大多采用生物法。2.1生物脫氮機(jī)理污水生物處理脫氮過程主要是氮的轉(zhuǎn)化，即同化、氨化、硝化和反硝化。（1）同化作用在生物處理過程中，污水中的一部分氮（氨氮或有機(jī)氮）被同化成微生物細(xì)胞的組成成分。同化作用的氨氮去除率一般為8%～20%。（2）氨化作用污水中的含氮有機(jī)物（一般動(dòng)物、植物和微生物殘?bào)w以及它們的排泄物、代謝產(chǎn)

4、物所含的有機(jī)氮化合物，主要包括蛋白質(zhì)、核酸、尿素、尿酸、幾丁酸質(zhì)、卵磷脂等含氮有機(jī)物）在氨化菌的作用下，分解、轉(zhuǎn)化并釋放出氨。（3）硝化作用氨氮在有氧存在的情況下經(jīng)亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌的作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過程稱為生物硝化過程。好氧菌亞硝酸單胞菌屬（Nitrosomonas）、亞硝酸球菌屬（Nitrosococcus）及亞硝酸螺菌屬（Nitrosospira）、亞硝酸葉菌屬（Nitrosolobus）和亞硝酸弧菌（Nitrosovibrio）等將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，硝化桿菌屬（Nitrobacter）、硝化球菌屬（N

5、itrococcus）將亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化為硝酸鹽[1]。（4）反硝化作用在厭氧的條件下，施氏假單胞菌（Pseudomonas）、脫氮假單胞菌（Ps.denitrificans）、熒光假單胞菌（Ps.fluorescens）、紫色桿菌（Chormobacteriumviolaceum）、脫氮色桿菌（Chorm.denitrificans）等反硝化細(xì)菌利用各種有機(jī)質(zhì)（如甲醇等）作為電子供體，利用硝化過程中產(chǎn)生的硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行缺氧呼吸，將硝酸還原為N2。當(dāng)污水中缺乏有機(jī)物時(shí)，微生物也可以利用無機(jī)鹽如N

6、a2S作為反硝化的電子供體進(jìn)行的內(nèi)源反硝化，但由于內(nèi)源反硝化使細(xì)胞原生質(zhì)減少，并會(huì)有氨氮生成，污水處理中為避免此反應(yīng)占主導(dǎo)地位而提供必要的碳源。2.2除磷機(jī)理在厭氧池，在沒有溶解氧和硝態(tài)氧存在的厭氧條件下，兼性細(xì)菌將溶解性BOD通過發(fā)酵作用轉(zhuǎn)化為低分子可生物降解的揮發(fā)性有機(jī)酸（VFA），優(yōu)勢菌種聚磷菌（小型革蘭氏陰性儲(chǔ)短桿菌、假單胞菌屬和氣單胞菌屬等）構(gòu)成了活性污泥絮體的主體，利用聚磷酸鹽的水解以及細(xì)胞內(nèi)糖的酵解產(chǎn)生的能量將吸收的VFA運(yùn)送到細(xì)胞內(nèi)同化成細(xì)胞內(nèi)碳能源儲(chǔ)存物聚β羥基丁酸(PHB)，同時(shí)釋放出磷酸鹽。在

7、好氧池中，聚磷菌所吸收的有機(jī)物被氧化分解，提供能量的同時(shí)從污水過量攝取磷，磷以聚合磷酸鹽的形式儲(chǔ)藏在菌體內(nèi)而形成高磷污泥，通過排出剩余污泥統(tǒng)而除磷。污水生物除磷工藝中的聚磷菌除了小型革蘭式陰性短桿菌外，還有假單胞菌屬和氣單胞菌屬，占聚磷菌數(shù)量的15%~20%，桿菌僅占1%~10%，但聚磷能力最強(qiáng)[2]。3常用的生活污水脫氮除磷工藝及其比較目前在生活污水處理流程中，主要是通過形成厭氧、缺氧和好氧環(huán)境，使聚磷菌、硝化菌和反硝化菌共存，從而有效的同時(shí)進(jìn)行生物脫氮除磷。最廣泛應(yīng)用的同步脫氮除磷工藝有：A2/O、氧化溝、SB

8、R及其改型、改良Bardenpho工藝、和改良UCT工藝等[3]。3.1A2/O工藝A2/O工藝或稱AAO工藝，在一個(gè)處理系統(tǒng)中同時(shí)具有厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)，能夠同時(shí)做到脫氮、除磷和有機(jī)物的降解，其工藝流程見圖1所示。圖1A2/O生物脫氮除磷工藝流程污水經(jīng)格柵攔截懸浮物后進(jìn)入?yún)捬醴磻?yīng)區(qū)，同時(shí)進(jìn)入的還有從二沉池回流的活性污泥，池中兼性厭氧發(fā)酵菌在厭氧條件下將