活性污泥工藝強化除磷脫氮措施

1、活性污泥工藝強化除磷脫氮措施1、活性污泥工藝簡介20世紀(jì)初，活性污泥工藝最早在英國出現(xiàn)，是最主要的污水處理工藝。我國最早出現(xiàn)活性污泥工藝是在20年代初，應(yīng)用于上海的一個污水處理廠。之后，日本的污水處理廠也開始采用活性污泥工藝。直至50年代末，世界各地所采用的活性污泥工藝都屬于傳統(tǒng)活性污泥工藝，因為它們跟最初的活性污泥工藝形式一致。目前仍然有大量的污水處理廠在運行傳統(tǒng)的活性污泥工藝，采用連續(xù)推流式的曝氣池，污泥負(fù)荷選用中等水平。近年來，水污染越來越嚴(yán)重，污水處理廠的增建迫在眉睫，活性污泥工藝也得以快速發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，全球有大約6萬座城市污水處理廠，而其中采用活性污泥工藝的污水處理廠超過半數(shù)，只有小

2、部分采用小規(guī)模的穩(wěn)定塘系統(tǒng)。在污水處理過程中，針對單一的有機污染物，可采用傳統(tǒng)活性污泥工藝；但對于比較復(fù)雜的綜合污水處理，就需要對傳統(tǒng)活性污泥工藝的池形、運行或曝氣方式、生物學(xué)方面以及填料等多個方面進(jìn)行改進(jìn)，從而充分滿足污水處理多樣化的處理要求，比如增強處理功能和運行穩(wěn)定行，降低工藝費用，簡化運行程序等。2、氮磷來源及除磷脫氮原理水體中的氮磷主要有兩個方面的來源，一是由自然因素引起的，比如湖泊底部的泥向水體釋放的營養(yǎng)鹽，若要加以控制，要么技術(shù)上難以實現(xiàn)，要么經(jīng)濟(jì)成本過高。另一方面是由人為因素引起的，比如農(nóng)業(yè)排放的氮、磷，此類活動可以加以控制，下面具體介紹人為因素產(chǎn)生氮磷的兩個方面：（1）農(nóng)藥、

3、化肥以及動物的糞便等面源污染。人工合成的施入農(nóng)田的化學(xué)肥料中的氮元素中超過50都沒有被農(nóng)作物吸收，是水體中氮磷的一大重要來源，因此，要科學(xué)施肥，推廣使用無磷農(nóng)藥來緩解面源污泥問題。（2）工業(yè)和生活污水等點源污染。對于工業(yè)和生活污水，如果不加以處理就直接流入江、河、湖、海，會因為其相當(dāng)高的氮磷含量使藻類過度生長，對環(huán)境破壞很大。常規(guī)的污水處理工藝得到的排放水中氮、磷含量很高，這是因為有機物被微生物氧化分解以后，會生成硝酸鹽、氨氮和磷酸鹽等含氮、磷的物質(zhì)，其中一部分作為微生物的細(xì)胞組成存在，另一部分則都流入河道，這也導(dǎo)致經(jīng)過二級處理后的污水仍然能使城市河道出現(xiàn)黑臭且藻類生長過剩的現(xiàn)象。所以，只有對

4、污水進(jìn)行深度處理，提高污水的除磷脫氮效率，減少有機物質(zhì)的排放，才能有效的解決水體污染等生態(tài)問題，改善水資源環(huán)境。對于生物脫氮來講，可以將氮轉(zhuǎn)化成氮氣，然后排入空氣，也可以經(jīng)排泥來除去，主要包括以下四個過程：（1）氨化過程。氨化過程很容易完成，不屬于控制過程，這是因為多數(shù)微生物都能在反應(yīng)池中的進(jìn)行脫氨；（2）硝化過程。首先，氨氮在有氧條件下被亞硝酸菌氧化為亞硝酸鹽，這一過程為控速步驟，然后產(chǎn)物被硝酸菌氧化，生成硝酸鹽；（3）反硝化過程。在缺氧的條件下，反硝化菌將硝酸鹽還原成N2，氣態(tài)的氮氣一部分逸出水面，一部分變?yōu)榘钡獏⑴c生物合成；（4）同化過程。在同化過程中，一定量的氨氮會被同化，轉(zhuǎn)化為微生物

5、細(xì)胞的組成部分。對于生物除磷來講，主要分為二種情況：（1）在厭氧區(qū)，BOD被轉(zhuǎn)化為揮發(fā)性脂肪酸，揮發(fā)性脂肪酸又被吸收，繼而轉(zhuǎn)化為生物細(xì)胞內(nèi)的碳能源而貯存下來，與此同時，磷酸鹽被除去；（2）在好氧區(qū)，通過利用生物細(xì)胞內(nèi)的碳能源氧化代謝之后產(chǎn)生的能量，吸收過量的磷以促進(jìn)新聚磷細(xì)胞的形成，從而使污泥富磷，排污泥去除磷。與此同時，還能通過化學(xué)沉淀來去除磷，該過程是在生物誘導(dǎo)下發(fā)生的，可作為生物去磷的輔助手段。3、活性污泥工藝強化除磷脫氮措施3.1新建反應(yīng)池由于脫氮需要一定別的好氧停留時間，如果原有工藝的曝氣池能夠滿足該條件，可利用規(guī)劃用地新建反應(yīng)池，作為厭氧池或缺氧池使用，降低BOD負(fù)荷，為硝化反應(yīng)的

6、發(fā)生提供有利環(huán)境，從而達(dá)到脫氮除磷的效果。主要有以下兩種方式：（1）好氧池保持不變，用新建的厭氧池接受回流的污泥，改造成A/A/O工藝；（2）還是保持好氧池不變，增大外回流量，用新建的缺氧池接受回流的污泥，改造成為倒置的A/A/O工藝。相關(guān)污水處理廠應(yīng)用該方法后表明，該工藝對氨氮和總氮、磷的去除效果都很好。3.2改造初沉池對于某些污水處理廠，沒有多余的土地能夠征用，在具備特定的條件時，若要強化除磷脫氮作用，就需要考慮將初沉池改造為反應(yīng)池，可起到多方面的強化效果：改造后反應(yīng)池容積增加，能夠更加靈活的為脫氮除磷提供其需要的好氧、缺氧或厭氧環(huán)境；由于反應(yīng)池的容積增加，還增大了有機物總量和COD量，易

7、降解，有利于反硝化作用和除磷過程；使反應(yīng)池內(nèi)的微生物適應(yīng)性更強，原核微生物的繁殖能力也更加旺盛；使反應(yīng)池內(nèi)的無機懸浮小顆粒的數(shù)量增多，增大了載體的表面積，有利于微生物棲息。需要注意的是，先要測定污水水質(zhì)才能據(jù)其進(jìn)行初沉池的改造，在進(jìn)行小試或者中試之后才能夠決定初沉?xí)r間。3.3利用生物載體生物載體的利用主要有以下三方面的優(yōu)勢：（1）投加生物載體能夠滯留硝化細(xì)菌，從而能實現(xiàn)細(xì)菌泥齡的多樣，降低在硝化反應(yīng)過程中短泥齡細(xì)菌的不利影響；（2）投加生物載體還能夠使污泥濃度增大，降低反應(yīng)池中污泥的BOD負(fù)荷；（3）生物載體的利用也能夠創(chuàng)造局部厭氧或缺氧環(huán)境，有利于硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)的同步進(jìn)行，從而提高總氮

8、脫除率。3.4調(diào)整活性污泥工藝目前，國內(nèi)外通常采用最簡單的工藝條件變化來調(diào)整活性污泥工藝，即通過控制曝氣池的曝氣程度和氧環(huán)境，將工藝改造為以除磷或脫氮為目的A/O工藝。最近，有研究者已經(jīng)開發(fā)出一種新工藝，適用于城市污水的脫氮除磷，其顯著特點為活性污泥濃度高，將曝氣池原有的間歇曝氣形式變成間歇曝氣，而且兩組生化反應(yīng)池還可實現(xiàn)交替曝氣。通過在相關(guān)污水處理廠的生產(chǎn)運行后得出，該工藝除了能保持較高的除磷脫氮率，還能使曝氣量降低，節(jié)約能耗。結(jié)束語目前，由于受社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度的限制，我國的大量中小型城市在進(jìn)行城市污水的處理時，仍然采用傳統(tǒng)的活性污泥污水處理方法，不僅污水處理率低，也達(dá)不到理想的除磷脫氮效果，因此需要在傳統(tǒng)技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)。對于活性污泥工藝，針對不同的處理要求，有多種強化除磷脫氮的措施，各有優(yōu)缺。在改進(jìn)時，要在檢測進(jìn)水水質(zhì)之后，結(jié)合實際情況，統(tǒng)籌考慮，再確定要采用的措施。比如，若需要增設(shè)構(gòu)筑物或者增大反應(yīng)池容積，要做到充分的利用原有構(gòu)筑物以節(jié)省改造和運行費