污水生物脱氮除磷新工艺的研究

污水生物脱氮除磷新工艺的讨论随着经济的快速进展,环境污染问题越来越突出,特别是含氮、磷等植物营养型污染物的超标排放,导致水体富营养化问题日益严重。而常规活性污泥工艺对总氮、总磷的去除率仅在 10%～30%之间,远不能达到国家排放标准[1]。因此,讨论开发高效、经济的生物脱氮除磷工艺已成为当前水污染控制领域的讨论重点和热点。最近的一些讨论表明,生物的脱氮除磷过程出现了一些超出人们传统认识的新发现,如某些异养菌也可以参加硝化作用;某些微生物在好氧条件下也可以进行反硝化作用。这些现象的发现以及各个不同工艺之间的组合,都为设计处理工艺提供了新的理论和思路。1 传统的生物脱氮除磷技术1.1 原理1.1.1 生物脱氮机理生物脱氮理论认为生物脱氮主要包括硝化和反硝化 2 个生化过程,并由有机氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用来完成。氨化作用即水中的有机氮化合物在氨化细菌分解作用下转化为氨氮。一般氨化过程与微生物去除有机物同时进行,氨化作用进行得很快,有机物去除结束时,氨化过程也已完成,故无需实行特别的措施。硝化作用即在供氧充足的条件下,水中的氨氮首先在亚硝化细菌的作用下被氧化成亚硝酸氮,然后再在硝化细菌的作用下进一步氧化成硝酸氮。由于亚硝化细菌和硝化细菌的生长速率低,所以要求较长的污泥龄。反硝化作用是由反硝化细菌完成的生物化学过程。在缺氧条件下,反硝化细菌将硝化产生的亚硝酸氮和硝酸氮还原成气态氮(N2)或 N2O、NO。由于反硝化细菌是兼性厌氧菌,只有在缺氧或厌氧条件下才能进行反硝化,因此需要为其制造一个缺氧或厌氧的环境(好氧池的混合液回流到缺氧池)。反应方程式如下:(1)氨化反应:RCHNH2COOH+O2 NH3+CO2←+RCOOH※(2)硝化反应NH4++1.5O2 NO2-+H2O+2H+NO2-+1.5O2 NO3-※※硝化反应总反应式为:NH4++2O2 NO3-+H2O+2H+※(3)反硝化反应NO3-+2H(—电子供体有机物) NO2-+H2O※NO2-+2H(—电子供体有机物) 0.5※N2+2H2O+OH-硝化菌(亚硝酸菌、硝酸菌)为化能自养菌,所需的生长环境温度为 20℃～30℃。反硝化菌为异养型兼性厌氧菌,其生长环境要求DOlt;0.5mg/L。1.1.2 生物除磷机理污水中磷的去除主要由聚磷菌等微生物来完成:在好氧条件下,聚磷菌不断摄取并氧化分解有机物,产生的能量一部分用于磷的吸收和聚磷的合成,一部分则使 ADP 与 H3PO4 结合,转化为 ATP 而储存起来。细菌以聚磷(一种高能无机化合物)的形式在细胞中储存磷,其能量可以超过生长所需,这一过程称为聚磷菌磷的摄取。污...