摘要：污水处理问题成为现如今阻碍城市发展的重大问题之一。污水来源主要分为两方面。一方面是人类生活用水。另一方面则是企业生产所造成的。如果污水处理不及时，处理方法不科学，会造成严重的水资源污染问题，与城市环境破坏问题。所以人类应该合理利用自然资源，保护自然环境。本文基于水处理中脱氮除磷的理论与技术研究展开论述。
关键词：水处理中；脱氮除磷；理论与技术研究
引言
水中的氮磷污染物质对环境会造成一定程度的危害，因此，研究高效的脱氮除磷技术迫在眉睫。目前的脱氮理论除了传统的氨化、硝化以及反硝化理论，还有在此基础上提出的有短程硝化—反硝化、同步硝化反硝化、厌氧氨氧化，同步脱氮除磷的技术有Ａ２Ｎ－ＳＢＲ工艺、Ａ２／Ｏ＋ＢＣＯ工艺以及内循环式Ａ／Ｏ／ＩＡＴ－ＩＡＴ同步脱氮除磷工艺等。
1水处理中脱氮除磷的意义
我国是世界上缺水的国家之一。近年来随着我国经济的发展，城市化进程加快，水体污染日益严重，水资源供求矛盾日益加剧，尤其是氮磷污染问题更加突出。氮和磷肥的大量生产和使用、食品加工、畜产品加工等引起的工业废水和生活废水，尤其是含磷洗涤剂引起的污水未经处理而排放，水富营养化日益严重的现象，使我国的水环境污染更加严重。我国为了抑制水体富营养化问题，于2002年制定了GB 18918-2002“城市污水处理厂污染物排放标准”，规定了总磷、氨氮和总氮的排放标准。这表明大部分城市污水和工业废水需要脱氮除磷。因此，研究和开发经济的脱氮除磷工艺对实现城市污水和工业废水的脱氮除磷至关重要。脱氮除磷效果并不完全取决于污水处理工艺，而且还没有单一的生物学、化学和物理措施可以完全去除水中氮、磷等营养素。一般来说，二次生化处理去除的氮磷有限。因此，寻找高效的脱氮除磷技术成为不可避免的发展趋势。MBR工艺是一种新的有机结合现代膜分离技术和生物处理技术的高效污水处理和再利用工艺，其固有的高污泥浓度和生物物种多样性的特性决定了生物脱氮除磷效率的提高潜力。一体式MBR，也称为k.yamamoto首次提出的侵袭性子mem brane bio reactor（MBR）。直接在生物反应器中安装膜组件，减少了处理系统的占用空间，并且通过吸入泵或真空泵吸入水，与分段MBR相比，功耗降低了很多。
2生物脱氮除磷的主要原理以及研究进展
生物脱氮除磷工艺是通过人工控制的方法，将污水中含氮的有机物质转化为氨氮，在好氧的条件下通过硝化菌变为硝酸盐氮，缺氧条件时可以利用反硝化菌，外加碳源提供转换能量，确保硝酸盐氮可以快速转换为氮气析出，这一过程又称为缺氧反硝化。整个生物脱氮除磷工艺主要受到温度溶解氧以及酸碱值等相关因素的影响，反硝化菌必须要在缺氧条件下才能够快速生长，只有提供充足的碳源能量，才能够促进反硝化的作用顺利开展。生物除磷能够以磷酸盐和磷酸酯盐等形式污水中快速传播。在厌氧状态下释放磷，在好氧状态下摄取磷，形成高磷污泥，快速从废水中排出磷元素。生物除磷过程中所剩污泥的多少对整个效果会产生非常重要的影响，通常情况下如果泥龄在30天以上，则除磷效果为40%，而泥龄在5天时除磷的效果能达到87%左右。
3脱氮除磷的原理
污水处理中，主要依靠微生物对水中的氮磷污染物进行代谢分解，从而达到净化水质的目的。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在传统的脱氮理论中，生物脱氮主要有氨化、硝化以及反硝化３个过程，随着技术的发展，国内外的学者在传统理论的基础上又提出了短程硝化－反硝化，同步硝化反硝化以及厌氧氨氧化等更加节省时间和能耗的生物脱氮的新理论；传统的除磷理论认为，聚磷菌只在好氧的环境下摄取磷而在厌氧的环境下释放磷，但是之后，人们认为生物除磷中的微生物至少有两类：一类是反硝化聚磷菌（ＤＰＢ），这类聚磷菌以氧气或者硝酸盐作为电子受体；另一类是好氧聚磷菌，以氧气作为电子受体的聚磷菌，若反硝化聚磷菌利用硝酸盐氮作为电子受体吸收磷，那么有机基质可以用来同时脱氮除磷。这对于Ｃ／Ｎ比较低的城市生活污水具有很大的意义。
4城市污水处理厂脱氮除磷的主要工艺
4.1DEPHANOX工艺
DEPHANOX工艺最早于20世纪九十年代被提出，该项工艺借助反硝化除磷双污泥回流系统。经过不断优化创新，能够满足污水处理的实际需求，可以达到强化生物除磷的效果。通过将沉淀池和固定膜反应池加设在厌氧池与缺氧池之间，能够有效地避免受到氧化作用影响，致使水体中的有机碳源大量损失，进而造成硝酸盐浓度出现变化。首先，污水经过厌氧池，进行释磷。并进入沉淀池，沉淀过后泥水分离。此时，上清液中含有较多的氨，排入固定膜反应池进行硝化。沉淀在底层的污泥跨越固定膜反应池，直接进入到缺氧段。沉淀物质在缺氧段实现反硝化和摄磷。在实际应用中，该工艺能够有效降低污泥产量，并且能耗较低，具有经济、高效等优势。但在污水处理环节，水体中磷的去除效果与缺氧段硝酸盐的浓度比例有着直接联系。缺氧段硝酸盐浓度过低，则磷的过量摄取较低；缺氧段硝酸盐浓度若超高，则会造成硝酸盐随回厌氧段，影响到聚磷菌体PHB合成。因此，在具体应用中应考虑到污水中有害物质的整体含量，便于对缺氧段硝酸盐浓度进行合理设计。
4.2传统的A2/O工艺
过去城市污水除磷过程中，主要应用A2/O工艺，该工艺结构简单、水力停留时间短、方便操作，但是A2/O工艺自身也存在缺点。目前来看，在氮磷系统中由于受到聚磷菌、反硝化菌以及硝化菌等微生物生长的影响，微生物在混合生长的过程中，不同微生物所能够实现功能各不相同。如果不能够及时排泥会导致聚磷菌的内源呼吸细胞消耗殆尽，对整个厌氧区的乙酸盐吸收和存储造成影响，严重的情况下还会导致大量富集的磷，造成二次释放，对城市污水处理的效果造成负面影响。
4.3BCFS工艺
BCFS工艺在近些年中被广泛应用于生物污水净化处理工作中。该项技术主要基于UCT工艺以及氧化沟工艺，是目前已经投入使用的单污泥系统。BCFS工艺在污水处理过程中通过5个功能池、1个反应器组成。反应器之间设置有3个水体循环装置，可以实现各反应器内细菌的生存环境的优化。借助反硝化除磷菌作用，最终实现污水脱氮除磷的最佳效果。
结束语
氮磷是引起水体富营养化的重要因素，水体富营养化后鸟类大量繁殖降级，极大降低水体质量。鸟类的代谢会使水变色，产生恶臭，影响感官。绿藻产生的毒素危害水下动物。藻类的大量繁殖会导致水中溶解氧大大减少，腐败后溶解氧进一步消耗，水中动植物的生长可能受到抑制或停止；增加饮用水处理的困难和处理成本。
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论文作者:申谦文1,梅杨2,吴联航1
论文发表刊物:《基层建设》2019年第27期
论文发表时间:2020/1/6
标签：工艺论文; 脱氮论文; 硝酸盐论文; 污水论文; 污水处理论文; 生物论文; 水体论文; 《基层建设》2019年第27期论文;