1、毕业论文文献综述环境工程脱氮除磷活性污泥法工艺现状与展望摘要随着公众环境意识的提高，环境污染问题日趋凸显，特别是水污染问题向全球发出新的挑战，国内外对氮、磷排放的限制标准越来越严格，研究开发经济、高效的去除氮、磷的污水处理技术迫在眉睫。本文概述了目前各种污水脱氮除磷活性污泥法工艺原理现状及展望。关键词脱氮除磷；A2/O法；氧化沟工艺；SBR工艺；BARDENPHO工艺前言经济社会的发展，水环境污染加剧，伴随而来的水体富营养化的问题日益严重，而氮、磷是引起水体富营养化的主要因素。城市化和工业化进程的加快使得城市污水产生量不断增大，严重制约了城市社会经济的可持续发展。为构建社会主义和谐社会，发展城
2、市污水处理技术，加快城市污水处理设施建设势在必行。为了使城镇污水达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB189182002）12，生物脱氮技术越来越受到重视。由于物化脱氮技术存在工艺复杂、成本高的缺点，在实际应用中受到限制。生物脱氮系统相对于活性污泥脱氮系统具有更好的稳定性、污泥浓度高、产泥量少，但能耗大。生物脱氮技术要应用到城市污水工程，还有许多问题有待解决，对于我国目前的实际情况，探索简便、节能、高效生物脱氮除磷技术显得尤为重要。开展对生物脱氮除磷机理的深入研究和应用工艺开发，寻求高效经济的生物脱氮除磷工艺，为今后从源头解决水体富营养化问题，提供必要且有效的技术保障。一、生物脱氮除磷机理11
3、生物脱氮机理生物脱氮是通过硝化和反硝化两个过程实现的。硝化是化能自养过程，一般分为两步进行第一步由亚硝酸细菌将氨氮转化为亚硝酸盐；第二步由硝酸细菌进一步将亚硝酸盐氧化成硝酸盐3。反硝化过程是硝酸氨和亚硝酸氮在反硝化菌的作用下，被还原为气态氮的过程。同步硝化反硝化DO小于10；污泥絮体外部好氧，硝化；内部缺氧，反硝化；影响因素DO，污泥絮体直径等12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的。在好氧条件下，聚磷菌有氧呼吸不断地氧化分解体内储存的有机物，同时也不断地通过主动输送的方式，从外部环境向其体内摄取有机物。由于氧化分解，又不断地放出能量，能量为ADP所获得，并结合H3PO4而合
4、成ATP。在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，释放出H3PO4和能量，形成ADP4。这样，聚磷菌类的微生物能够过量地从外部环境摄取磷，并将磷以聚合的形态贮藏在菌体内，形成高磷污泥，排出系统外达到从污水中除磷的效果。二、污水同时生物脱氮除磷工艺BARDNARD首先发现了硝化反硝化过程中除磷现象，为了加强BARNARD工艺的除磷效果，在前端加一厌氧区即形成所谓的BARDENPHOPHOREDOX工艺，首次将脱氮与除磷两种功能结合于一个系统5。随后开发出许多具有同时脱氮除磷功能生物处理技术，如A2/O工艺、改良UCT工艺、氧化沟系统、SBR系统都具有同时脱氨除磷的能力。而这些工艺可以说都属于组
5、台工艺，其发展于传统的污水处理技术，又超越了传统的生物处理技术的实践范围6。一方面满足传统污水处理工艺去除有机物、悬浮物的要求，另一方面满足脱氮除磷要求。通过控制系统的污泥龄、流态及回流方式、充氧、配套设备与检测仪表等，实现厌氧、缺氧、好氧三种环境空间时间上交替变化，达到高效脱氮除磷的目的7。1、传统A2/O工艺A2/O工艺是在A/O工艺的基础上改进的工艺，中间添加了一级缺氧区，并设有内回流，将硝化液回流，达到同步脱氮除磷的效果。A2/O是流程最简单，应用最广泛的脱氮除磷工艺，总的水力停留时间小于其它同类工艺；在厌氧缺氧、好氧交替运行的条件下，丝状菌不能大量繁殖，无污泥膨胀之虑，SVI值小于L
6、00，利于处理后污水与污泥的分离；厌氧池与缺氧池只设水下搅拌器，使污水与污泥充分接触，所需电量小，运行成本也低。流程如图所示。传统A2/O法也存在不少缺点由于厌氧区居前，回流污泥中的硝酸盐对厌氧区产生不利影响；由于缺氧区位于系统中部，反硝化在碳源分配上居于不利地位，因而影响了系统的脱氮效果；由于存在内循环，常规工艺系统所排放的剩余污泥中实际只有少部分经历了完整的放磷、吸磷过程，其余则基本上未经厌氧状态而直接由缺氧区进入好氧区，这对于系统除磷是不利的8。为了获得高的去除效率，就应保持高循环率，但是这意味着更高的经济成本9。2、改良型A2/O工艺为了克服传统A2/O工艺的缺点，改良A2/O工艺（如
7、图所示）增设厌氧/缺氧调节池，来自二沉池的回流污泥和10左右的进水进入调节池，停留时间为2O3OMIN，微生物利用约10进水中有机物去除回流污泥中的硝态氮，消除硝态氮对厌氧池的不利影响，从而保证厌氧池的稳定性；同时改良A/0工艺进水按比例分配分别进入预缺氧池及其后续的厌氧池和缺氧池，解决了缺氧池反硝化碳源不足的问题，使脱氮效果进一步提高10。改良A2/O工艺虽然解决了传统A2/O工艺中厌氧段回流硝酸盐对放磷的影响，但增加调节池，占地面积及土建费用需相应增加。同时，改良A2/O工艺进水按比例分配分别进入预缺氧池及其后续的厌氧池和缺氧池，解决了缺氧池反硝化碳源不足的问题，使脱氮效果进一步提高。该工
8、艺在许多城厌氧池好氧池缺氧池内循环二沉池进水出水回流污泥富磷剩余污泥市污水处理厂中得到了应用。3、UCT工艺UCT工艺（UNIVERSITYOFTOWN）为南非开普敦大学研究开发，其基本思想是减少回流污泥中的硝酸盐对厌氧区的影响，所以与A2/O工艺不同的是，UCT工艺的回流污泥是回到缺氧区而不是厌氧区，从缺氧区出来的混合液硝酸盐含量很低，回流到厌氧区后为污泥的释磷反应提供了最佳条件。由于混合液悬浮固体浓度较低，厌氧区停留时间较长。其优点是减少了厌氧区硝酸盐的含量，提高了除磷效率；对有机物浓度偏低的污水，除磷效率有所改善，脱氮效果好。但是操作比较复杂，需增加附加回流系统。4、改良BARDENPH
9、O工艺BARDENPHO发展了内源碳循序利用生物脱氮除磷（A/OA/O）工艺，该工艺为南非BAMARD首创，对氮磷都有较好的去除效果。改良BARDENPHO工艺（如图所示）流程由厌氧缺氧好氧缺氧好氧五段组成，因为系统脱氮效果好，通过回流污泥进入厌氧池的硝酸盐量较少，对污泥的释磷反应影响小，从而使整个系统达到较好的脱氮除磷效果。该工艺的优点是各项反应都重复了两次以上，脱氮除磷效果良好；缺点是工艺较长，反应器多，运行复杂，费用高11。5、氧化沟工艺氧化沟工艺是一种先进的生物处理技术，具有较好的脱氮除磷效果。该工艺于1954年由荷兰的巴斯维尔PASVEER所开发的一种污水生物处理技术，属于活性污泥的
10、一种变种，1964年荷兰的DHV公司开发了卡罗赛CAROUSE1氧化沟。20世纪90年代至今，氧化沟又经历了几次改进，使该工艺缺氧好氧厌氧缺氧沉淀好氧内循环回流污泥出水剩余污泥进水的生物脱氮除磷能力进一步增强1214。池体的布置和曝气、搅拌装置都有利于廊道内的混合液单向流动。通过曝气或搅拌作用在廊道中形成025030M/S的流速，使活性污泥呈悬浮状态，在这样的廊道流速下，混合液在510MIN内完成一次循环，当污水离开曝气区后，溶解氧浓度降低，有可能发生消化反应。由于其曝气装置动力小，使池深及充氧能力受到限制，导致占地面积大，土建费用高，其推广运用受到影响。6、SBR工艺SBR工艺是一种间歇运行
11、的循环式活性污泥法。通常情况下，SBR工艺按周期进行，每个周期包括五个阶段进水阶段，反应阶段，沉淀阶段，排水阶段，闲置阶段。通过改变运行方式，合理分配曝气阶段和非曝气阶段的时间，创造交替运行的厌氧好氧条件，实现生物除磷脱氮15。SBR工艺有下述特点1基建费用低，无需设置二沉池，工艺流程简单，可省去传统活性污泥法中曝气池与二沉池间的所有连接管道。2运行费用低。3抗冲击负荷能力较强，能有效地控制污泥膨胀从而使系统稳定运行。4节省占地面积，易于扩建1618。SBR法的主要反应器曝气池的运行操作，是由流入、反应、沉淀、排放以及闲置五个工序所组成。运行操作工序示意图如下曝气进水流入反应沉淀排放闲置三、结
12、语随着经济的发展，各种污染源与污染废水同时也与日俱增，原本单纯的传统工艺很难满足现在城市生活无水处理排放标准，尤其随着生活水平的提高，氮磷的去除也提上日程，而且越来越受到重视。因此，对旧工艺的改造，新工艺的创新将会对我国的水污染控制和资源化利用起到举足轻重的作用。今后，一方面要大力开发符合国情、尤其是适合现有污水处理厂改造的高效除磷脱氮技术；另一方面，开展对生物脱氮除磷更深入的基础研究和应用开发，优化生物脱氮除磷组合工艺，最终产生高效、经济的脱氮除磷组合技术。导流墙水流方向低氧区富氧区进水和回流污泥出水参考文献1北京市市政工程设计院研究总院给水排水设计手册第五册城镇排水（第二版）M北京中国建筑
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