導(dǎo)語：如何才能寫好一篇污水除磷的處理方法，這就需要搜集整理更多的資料和文獻(xiàn)，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

關(guān)鍵詞：城市污水處理；問題；方法

1當(dāng)前城市污水處理面臨的問題

1.1城市污水處理技術(shù)滯后

城市污水處理的基礎(chǔ)是污水處理技術(shù)。這種技術(shù)也是保證污水處理工作能夠順利進(jìn)行的關(guān)鍵因素。我國在借鑒國外的污水處理技術(shù)的基礎(chǔ)上，發(fā)展出一條自己的污水處理技術(shù)。但是和國外的技術(shù)相比，我國的污水處理技術(shù)仍然比較落后。污水處理效率很低、并且影響污水處理的工作效率。

1.2城市污水處理廠過于集中

我國城市污水處理廠由于比較集中，因此，再生水的回收利用難度很大。并且，我國城市的那些老城區(qū)的排水系統(tǒng)大部分都是合流制系統(tǒng)。為了治理城市污水，就要將這些排水系統(tǒng)改造為分流制系統(tǒng)，或者建立一個(gè)污水截流系統(tǒng)，但是這在已經(jīng)布滿各種管道的城市道路上布置再生水管線，難度很大。

1.3資金投入力度不夠

對(duì)于城市來說，城市的污水處理系統(tǒng)有著至關(guān)重要的作用。作為城市的重要基礎(chǔ)設(shè)施，城市污水處理系統(tǒng)對(duì)防止水污染以及提高城市水質(zhì)量有著非常重要的影響。然而，受經(jīng)濟(jì)水平的影響，我國在城市污水處理過程中的投入往往比較少，用來治理水污染的資金也非常緊張。因此，就不能夠建設(shè)一些大規(guī)模的城市污水處理系統(tǒng)治理水污染。我國的污水處理設(shè)備也同樣存在著問題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國現(xiàn)行的污水處理設(shè)備能夠正常運(yùn)行的只有三分之一左右。而且污水處理廠的運(yùn)轉(zhuǎn)率實(shí)際上只有二分之一左右?，F(xiàn)階段，盡管我國政府對(duì)現(xiàn)有的污水處理工程逐漸重視起來，但是，這些遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足現(xiàn)階段的要求。

1.4管理水平低下

大部分工作人員的能力和水平與城市污水處理技術(shù)的復(fù)雜性相適應(yīng)，這就會(huì)使得我國大多數(shù)已經(jīng)建立好的城市污水處理廠不能夠進(jìn)行正常工作，這樣將會(huì)嚴(yán)重的影響我國的城市污水處理工作。我國要求城市污水處理率不能低于60%，鑒于這個(gè)要求，我國許多城市污水處理廠就要加強(qiáng)城市污水處理管理方式，并對(duì)控制污水處理工作。

1.5設(shè)備磨損、老化

我國的污水處理設(shè)備大部分是從國外進(jìn)口的，這些設(shè)備在經(jīng)過幾年的運(yùn)行之后，都會(huì)出現(xiàn)不同程度的磨損、老化現(xiàn)象。尤其是在保修期后的維修以及正常的大修問題。

2.我國城市污水處理的建議及措施

一直以來，我國的城市污水處理問題對(duì)我國的發(fā)展有著很重要的意義。針對(duì)上述的種種問題，采取了一系列的相關(guān)建議及措施。

2.1變廢水為資源

在以前，城市污水往往被當(dāng)作“廢水”，對(duì)這些“廢水”的處理，往往只是利用簡(jiǎn)單的排放方式來處理。隨著城市化的快速發(fā)展，水資源的浪費(fèi)現(xiàn)象也越來越嚴(yán)重。因此，只有充分認(rèn)識(shí)到水的循環(huán)原理，并能夠合理的運(yùn)用水資源，才能促進(jìn)水資源的有效的利用。因此，人們要轉(zhuǎn)變自身的用水觀念和污水觀念。提高水資源的利用率。最大程度的利用水資源，并提高城市污水的再生利用率。

2.2排水合理分區(qū)對(duì)城市污水的排水范圍的規(guī)劃，不僅要考慮規(guī)模，還要考慮其對(duì)污水再生利用的方便程度。同時(shí)，還要分析當(dāng)?shù)氐牡匦?、氣候等。城市污水處理廠要適度集中，對(duì)排水分區(qū)進(jìn)行合理劃分。

2.3合理布局

對(duì)城市污水處理，要進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，并進(jìn)行合理布局，并對(duì)城市污水處理廠的建設(shè)地址與方案進(jìn)行合理規(guī)劃，以便促使城市污水處理工作的順利進(jìn)行。2.4創(chuàng)新并優(yōu)化污水處理工藝現(xiàn)階段，大部分的污水處理廠都是利用一級(jí)處理方式，出水并沒有進(jìn)行消毒，這些已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)階段城市污水的回收再利用。所以，在城市的污水處理上，要從實(shí)際情況出發(fā)，通過各種分離技術(shù)、氧化技術(shù)以及消毒技術(shù)等的應(yīng)用，以期改善城市的污水處理水平，提高水資源的重復(fù)利用率。

2.5加強(qiáng)政府的監(jiān)管與考核政府的監(jiān)管與考核

對(duì)城市污水處理工作有著非常重要的意義，但是政府在監(jiān)管力度和體系上面仍存在著一些問題。同時(shí)，政府的監(jiān)管手段還十分落后，監(jiān)管工作一般都是采用臨時(shí)抽查的模式，這樣往往就會(huì)使得監(jiān)管力度不夠。所以，政府要建立一整套的監(jiān)管體系，全方位地展開監(jiān)管工作，提高監(jiān)管人員的監(jiān)管水平與監(jiān)管素質(zhì)，并對(duì)城市污水處理廠進(jìn)行全天的監(jiān)管。同時(shí)，在監(jiān)管過程中，要重視質(zhì)量，提高城市污水處理效率。

2.6加速建設(shè)污泥處理處置與利用設(shè)施

污泥含有病原體、重金屬和持久性有機(jī)物等有毒有害物質(zhì)，未經(jīng)有效處理處置，極易對(duì)地下水、土壤等造成二次污染，直接威脅環(huán)境安全和公眾健康，使污水處理設(shè)施的環(huán)境效益大大降低。因此，加速污泥處理處置與利用設(shè)施的建設(shè)勢(shì)在必行。關(guān)于污泥處理處置的技術(shù)路線，目前雖有爭(zhēng)論，但經(jīng)厭氧消化或好氧發(fā)酵后進(jìn)行規(guī)范化土地利用已經(jīng)成為主流方向，這也與國際經(jīng)驗(yàn)一致。例如，北美地區(qū)雖然土地資源充足，但衛(wèi)生填埋總體較少，污泥處理處置的技術(shù)路線一直是農(nóng)用為主，且為污泥農(nóng)用做了大量安全性評(píng)價(jià)工作。目前，美國16000座污水處理廠年產(chǎn)710萬噸污泥（干重）中約60%經(jīng)厭氧消化或好氧發(fā)酵處理成生物固體用做農(nóng)田肥料，另外有17%填埋，20%焚燒，3%用于礦山恢復(fù)的覆蓋。歐美國家目前比較明確地將土地利用作為污泥處置的主要方式和鼓勵(lì)方向。污泥的厭氧消化或好氧發(fā)酵為污泥的土地利用尤其是農(nóng)用提供了較好的基礎(chǔ)。

3分散式生態(tài)處理技術(shù)的應(yīng)用

隨著環(huán)保技術(shù)的不斷提高，以及人們對(duì)生活污水處理認(rèn)識(shí)的不斷提高，相關(guān)研究人員針對(duì)城市生活污水排放特點(diǎn)，創(chuàng)新性地提出了分散式生態(tài)處理技術(shù)，以不同的處理方法清除、降解污水中的污染物，以達(dá)到凈化的目的。

我國城市生活污水處理技術(shù)已經(jīng)得到了很好的發(fā)展，并且還在不斷地改進(jìn)與創(chuàng)新之中。當(dāng)前，城市生活污水處理過程中主要包括以下幾種分散式生態(tài)處理技術(shù)。（1）厭氧沼氣處理技術(shù)：這是應(yīng)用范圍較廣，應(yīng)用效果較好的分散式處理技術(shù)之一，它主要的特點(diǎn)是建立生活污水凈化沼氣池，將生活污水收集到一起，采用二級(jí)厭氧消化加后處理措施，將不同通道的污水進(jìn)行合流制處理與分流制處理。這種處理技術(shù)的關(guān)鍵是厭氧沼氣池裝置，這種裝置深埋地下，無動(dòng)力要求，而且操作簡(jiǎn)單，對(duì)生活污水的處理效果也很好；（2）土壤滲濾處理技術(shù)：這種技術(shù)是在操作人員有效控制下，有選擇地將生活污水排放到土壤中，通過土壤中的微生物作用，使污水中的污染物能夠被土壤以及植物過濾、吸附，將被滲濾之后的污水用于農(nóng)田澆灌，使生活污水能得到回收利用。這種處理技術(shù)最大的優(yōu)勢(shì)在于資金投入少、操作簡(jiǎn)便，土壤吸收力強(qiáng)，污水處理效果較好，比較實(shí)用；（3）人工濕地處理技術(shù)：這種技術(shù)主要是利用微生物對(duì)污染物的降解作用，來達(dá)到凈化生活污水的目的。另外，人工濕地處理技術(shù)中還會(huì)根據(jù)實(shí)際情況應(yīng)用到一些化學(xué)、物理處理技術(shù)，以提高生活污水處理效果。近幾年來，我國一些城市在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，也在不斷建設(shè)人工濕地處理場(chǎng)，利用人工濕地處理技術(shù)的低成本、高效率的特點(diǎn)，長(zhǎng)期處理城市生活污水；（4）蚯蚓生態(tài)濾池處理技術(shù)：這是一種新型的生態(tài)處理技術(shù)，利用蚯蚓與微生物對(duì)生活污水中污染物的分解、降解作用，建立蚯蚓生態(tài)濾池，以城市生活污水排放、化糞池初步處理、強(qiáng)化溝加強(qiáng)處理、沉淀池沉淀、蚯蚓生態(tài)濾池再次降解凈化的處理流程，有效處理生活污水，再將處理后的生活污水用于農(nóng)田灌溉或者排入河流，以達(dá)到凈化生活污水、保護(hù)環(huán)境的目的。

3.結(jié)束語

總而言之，城市生活污水的處理關(guān)系到城市環(huán)境的保護(hù)，也關(guān)系到城市經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，因此，政府與環(huán)境保護(hù)部門必須加強(qiáng)聯(lián)系，針對(duì)城市生活污水的排放特點(diǎn)，全面思考城市生活污水應(yīng)用分散式生態(tài)處理技術(shù)的相關(guān)問題，盡量做到降低成本花費(fèi)、提高污水處理效果、操作維護(hù)簡(jiǎn)單等。經(jīng)過相關(guān)工作人員的不斷研究與實(shí)踐得出，分散式生態(tài)處理技術(shù)可以很好地結(jié)合城市社會(huì)環(huán)境與生態(tài)環(huán)境的特點(diǎn)，有效地處理生活污水，還城市居民一個(gè)良好的生活環(huán)境。

參考文獻(xiàn)：

篇2

關(guān)鍵詞：中小城鎮(zhèn)；污水處理；脫氮除磷；SBR；CAST；氧化溝；BIOLAK

前言

當(dāng)前在城鎮(zhèn)化快速發(fā)展過程中，城鎮(zhèn)污水排放中氮、磷含量不斷增加，這對(duì)環(huán)境帶來了較大的破壞。雖然排放標(biāo)準(zhǔn)越來越嚴(yán)格，但當(dāng)前中小城鎮(zhèn)污水處理廠在污水處理中脫氮除磷的效果并不理想，因此需要選擇適宜中小城鎮(zhèn)污水處理廠應(yīng)用的脫氮除磷工藝，有效的實(shí)現(xiàn)對(duì)污水的凈化，使污水達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)的排放要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)城鎮(zhèn)水體環(huán)境的有效保護(hù)。

1 生物脫氮除磷工藝概述

對(duì)于污水的氮、磷物質(zhì)，可以利用生物工藝來清除，這種工藝是將除碳、脫氮及除磷等三種流程有效結(jié)合在一起。即通過利用細(xì)菌在有氧條件下將有機(jī)物分解為二氧化碳和水，在這個(gè)過程中，在氧和生物量充足的情況下除碳效果非常明顯。在污水排放標(biāo)準(zhǔn)中將氨氮、總氮和總磷作為氮和磷的控制指標(biāo)。因此在實(shí)際生物除磷脫氮工藝中，首先，在對(duì)有機(jī)物和氮氨去除過程中需要應(yīng)用生物硝工藝和延時(shí)曝氣。然后，需要運(yùn)用生物硝化和反硝化工藝，在好氧反應(yīng)池前設(shè)置缺氧段，這樣就能夠使好氧池中的硝酸鹽混合液實(shí)現(xiàn)回流，進(jìn)入到缺氧段內(nèi)，從而轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物和總氮的清除。在除磷過程中也需要運(yùn)用硝化工藝，并將一個(gè)厭氧段增設(shè)在好氧反應(yīng)池前，磷的釋放、磷的超量吸收、有機(jī)物氧化、有機(jī)氮和氨氮的硝化等都好氧段內(nèi)實(shí)現(xiàn)。最后，通過在好氧反應(yīng)池前增加一個(gè)厭氧段和缺氧段，采用完全的生物除磷脫氮工藝來去除有機(jī)物、總氮和總磷，從而實(shí)現(xiàn)除磷脫氮的目的。

2 中小城鎮(zhèn)污水處理廠脫氮除磷工藝

當(dāng)前中小城鎮(zhèn)污水處理廠在對(duì)污水中的氮、磷進(jìn)行處理過程中，對(duì)于所選擇的工藝，需要綜合考慮污水處理廠進(jìn)水水質(zhì)和出水水質(zhì)要求、同時(shí)還要對(duì)工藝流程、占地、投資、消耗及運(yùn)行管理等多方面進(jìn)行考慮，從而選擇適宜的脫氮除磷工藝。在具體工藝選擇過程中，需要針對(duì)污水處理廠的實(shí)際情況，對(duì)各種工藝進(jìn)行認(rèn)真對(duì)比，從而選擇出與實(shí)際情況最符合的脫氮除磷工藝。但在實(shí)際脫氮和除磷過程中，脫氮與除磷過程中存在相互制約性，即在脫氮完全時(shí)，會(huì)破壞除磷所需的完全厭氧環(huán)境，從而使除磷效果受到影響。而在除磷過程中，需要通過排放污泥實(shí)現(xiàn)，即排放污泥量越多，除磷量也就越多，但生物硝化工藝則需要較長(zhǎng)的泥齡，除磷時(shí)會(huì)影響到硝化，因此必然會(huì)對(duì)脫氮效果帶來不利影響。

生物脫氮除磷工藝具有較多種工藝方法，而且多數(shù)是以活性污染法為基礎(chǔ)而產(chǎn)生出來的，多數(shù)工藝都有效的結(jié)合了除碳、脫氮和除磷的流程，具有較好的脫氮除磷的效果。

2.1 SBR衍生工藝

在脫氮除磷過程中，可以引入SBR工藝，由于該工藝操作十分靈活，在具體應(yīng)用過程中通過對(duì)其運(yùn)行周期進(jìn)行調(diào)整，并對(duì)各工序時(shí)間進(jìn)行控制，從而完成脫氮除磷工作。但在具體應(yīng)用時(shí)，常規(guī)SBR工藝受制于投資和占地面積，往往在中小城鎮(zhèn)污水廠中很難予以采用。但SBR衍生工藝兼具了常規(guī)工藝的優(yōu)點(diǎn)和規(guī)避了其缺點(diǎn)，能夠更好的發(fā)揮脫氮除磷的重要作用。

在SBR衍生工藝中還包括許多種工藝方法，但其中部分工藝方法無法同時(shí)達(dá)到脫氮除磷的效果，部分工藝運(yùn)行費(fèi)用較高也無法在小城鎮(zhèn)污水處理廠中進(jìn)行應(yīng)用。在SBR衍生工藝中CAST工藝最適宜應(yīng)用在小城鎮(zhèn)污水處理廠中。在CAST工藝中，預(yù)反應(yīng)區(qū)設(shè)置在主反應(yīng)區(qū)之前，這樣污泥從主反應(yīng)區(qū)回流到預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，并與進(jìn)水有效混合，這樣能夠有效的利用活性污泥的快速吸附作用，而且能夠有效的去除掉溶解性物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)難降解有機(jī)物進(jìn)行水解。而且污泥中的磷在厭氧一半下能夠有效釋放。在預(yù)反應(yīng)區(qū)內(nèi)，可以對(duì)絲狀菌的大量繁殖起到有效的抑制作用，防范污泥膨現(xiàn)象發(fā)生。將CAST工藝在中小城鎮(zhèn)污水處理廠中進(jìn)行應(yīng)用，不僅具有較好的出水水質(zhì)，而且具有較強(qiáng)的抗沖擊適應(yīng)性，同時(shí)污泥活性較好，運(yùn)行過程中能耗不高，投資具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

2.2 氧化溝工藝

在當(dāng)前我國中小城鎮(zhèn)污水處理廠中，氧化溝工藝應(yīng)用十分廣泛，在氧化溝工藝中，其具備三層溝渠結(jié)構(gòu)，利用溝渠內(nèi)的溶解氧量來確保具有較大的溶解氧梯度，從而構(gòu)成厭氧-缺氧-好氧的環(huán)境，以此來達(dá)到良好的脫氮除磷的效果。但在實(shí)際氧化溝工藝應(yīng)用過程中，通常需要與各中小城鎮(zhèn)污水處理廠的實(shí)際情況進(jìn)行有效結(jié)合，對(duì)氧化溝工藝進(jìn)行改良，可以將厭氧池和缺氧池增設(shè)在氧化溝主體結(jié)構(gòu)之前，并與A2/O工藝有效結(jié)合，確保出水水質(zhì)的質(zhì)量。在改良后的氧化溝工藝中，曝氣設(shè)備主要以表曝裝置為主，這其中包括倒傘曝氣機(jī)和微孔曝氣頭，水體流動(dòng)主要利用推動(dòng)器或是攪拌機(jī)來實(shí)現(xiàn)，因此在實(shí)際應(yīng)用中選擇哪種組合方式需要通過計(jì)算進(jìn)行權(quán)衡。

2.3 合建式BIOLAK工藝

BIOLAK工藝是一種具有除磷脫氮功能的采用天然土池作反應(yīng)池而發(fā)展起來的污水處理系統(tǒng)。該工藝采用鋪設(shè)有HDPE防滲膜的土池結(jié)構(gòu)來避免地下水污染，采用懸掛曝氣鏈曝氣避免了穿孔安裝曝氣設(shè)備。合建式BIOLAK池前端的厭氧池和反應(yīng)池中的波浪式曝氣所形成的環(huán)境使污水中的氮和磷高效去除。

在BIOLAK工藝中，其利用土池作為反應(yīng)池，這有效的實(shí)現(xiàn)了投資的節(jié)約，而且通過利用曝氣鏈曝氣系統(tǒng)，提高了氧轉(zhuǎn)移的效率，實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行費(fèi)用的降低，使處理效果更為理解。而且澄清池后穩(wěn)定池內(nèi)又進(jìn)行二次曝氣，這也使出水水質(zhì)得到了較好的保證。而且該工藝運(yùn)行過程中，剩余污泥數(shù)量較少，同時(shí)其性質(zhì)也更為穩(wěn)定。而且在BIOLAK工藝中不需要水下固定件，更易于維修?？梢哉f在中小城鎮(zhèn)污水處理廠中，BIOLAK工藝最為適宜。

3 結(jié)束語

在當(dāng)前中小城鎮(zhèn)污水處理廠對(duì)污水處理過程中，對(duì)于選擇哪種脫氮除磷工藝則涉及到較多的因素。因此在實(shí)際工作中，需要設(shè)計(jì)人員要綜合多種情況、對(duì)各種因素比重進(jìn)行權(quán)衡，并對(duì)重要工藝進(jìn)行比較，因地制宜選擇最適宜的脫氮除磷處理工藝，從而達(dá)到較好的脫氮除磷效果，提高污水處理廠對(duì)污水處理的能力，確保所排放的污水與國家相關(guān)排放標(biāo)準(zhǔn)要求相符，實(shí)現(xiàn)對(duì)城鎮(zhèn)生態(tài)環(huán)境的有效保護(hù)。

參考文獻(xiàn)

[1]薛濤，董良飛，關(guān)晶，等.MBR強(qiáng)化脫氮除磷工藝處理城市污水的中試[J].水處理技術(shù)，2011，37（2）.

篇3

關(guān)鍵詞：化學(xué)除磷；CAST工藝；聚合氯化鋁（PAC）；氯化鐵FeCl3；污水處理

2. 工程概況工藝流程

2.1 工程概況

湛江某處理廠位于廣東省湛江市湖光路以北、南出口路以南、百儒路以東、南柳東路以西四條公路范圍內(nèi)，廠區(qū)西側(cè)北側(cè)為南柳河，廠區(qū)面積為250.282畝。某污水處理廠處理湛江市霞山區(qū)的生活污水及工業(yè)廢水，處理后出水向西排入南柳河。某污水處理廠采用了先進(jìn)的具有良好脫氮除磷效果的CAST工藝（循環(huán)式活性污泥法），設(shè)計(jì)規(guī)模為20萬噸/日。一期10萬噸工程已于2008年7月通過省環(huán)保局驗(yàn)收，一期滿負(fù)荷穩(wěn)定運(yùn)行。二期10萬噸于2010年5月通過省環(huán)保局驗(yàn)收。出水標(biāo)準(zhǔn)：《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》（GB18912-2002）[5]一級(jí)B標(biāo)準(zhǔn)與廣東省《水污染物排放限值》（DB44/26-2001）一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)較嚴(yán)者。

2.2工藝流程

圖1 湛江某水質(zhì)凈化廠工藝流程圖

3.研究方法

3.1化學(xué)除磷原理

化學(xué)除磷原理通過投加化學(xué)藥劑與污水中的含磷化合物反應(yīng)生成不溶性磷酸鹽沉淀，經(jīng)泥水分離后磷以磷酸鹽沉淀物的形式與剩余污泥一起排出系統(tǒng)，從而達(dá)到除磷目的。

3.2化學(xué)除磷藥劑選擇

許多高價(jià)金屬離子藥劑投加到污水中后都會(huì)與污水中的溶解性磷離子結(jié)合生成難溶解性的化合物，但出于經(jīng)濟(jì)原因考慮，用于磷沉析的金屬鹽藥劑主要是Fe3+鹽、Fe2+鹽和Al3+鹽，這些藥劑是以溶液和懸浮液狀態(tài)使用的。另外使用金屬鹽藥劑會(huì)給污水和污泥處理還會(huì)帶來益處，比如會(huì)降低污泥的污泥指數(shù)，有利于沼氣脫硫等[2]。綜合考慮，本實(shí)驗(yàn)選擇硫酸亞鐵FeSO4?7H2O， 氯化鋁AlCl3 ，聚合氯化鋁[Al2（OH）nCl6-n?xH2O]m （PAC），氯化鐵FeCl3 四種常見的藥劑作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，對(duì)其同步處磷效果和經(jīng)濟(jì)效益性進(jìn)行分析。

4實(shí)驗(yàn)方法

取出水水質(zhì)，用6個(gè)量杯分別加入2000ml原水，第一個(gè)量杯中不加入藥劑，作為空白，在剩余的5個(gè)量杯中分別投加同種依次增加量的藥劑，將六個(gè)量杯置于OBJ-4六聯(lián)同步電動(dòng)攪拌器上進(jìn)行混凝，以液面不產(chǎn)生旋渦的速度攪拌（約100r/min）15分鐘，然后靜止沉淀30min后，取液面下3-5cm處水樣，用鉬銻抗分光光度法檢測(cè)TP含量，5次相同的實(shí)驗(yàn)為一組。然后用其他三種藥劑做同樣實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原則為不改變?cè)甈H，并盡量與本廠處理工藝單元條件一致。

4.1實(shí)驗(yàn)儀器和試劑

儀器：OBJ-4六聯(lián)同步電動(dòng)攪拌器，上海欣茂PC723可見分光光度計(jì)，高壓蒸汽滅菌鍋。

試劑：硫酸亞鐵FeSO4?7H2O， （FeSO4，固體含量》40%）

氯化鋁AlCl3 （AlCl3，鋁的質(zhì)量分?jǐn)?shù)》60%）

聚合氯化鋁[Al2（OH）nCl6-n?xH2O]m，縮寫：PAC 鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)》20%

氯化鐵FeCl3 （FeCl3，鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)》66%）

4.2實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)：進(jìn)水為湛江南柳河生活污水，出水為CAST池某一個(gè)單獨(dú)池的潷水階段出水。以下數(shù)據(jù)時(shí)間為2011年8月到9月之間，水樣四次重復(fù)混合以后得到的平均值。表1實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

表1 實(shí)驗(yàn)水質(zhì)

4.3總磷測(cè)定方法 鉬酸銨分光光度法[3]

5結(jié)果分析與討論

5.1四種除磷藥劑的投加量及除磷效果分析

根據(jù)4實(shí)驗(yàn)方法和4.3總磷分析方法，分別對(duì)四種藥劑的實(shí)驗(yàn)投加量及除磷效果作如下圖2圖3分析 圖2 四種藥劑投加量處理總磷效果 圖3 四種藥劑處理總磷去除率效果

圖2 四種藥劑投加量處理總磷效果

圖3 四種藥劑處理總磷去除率效果

5.2四種藥劑的除磷效果討論

將硫酸亞鐵FeSO4?7H2O，氯化鋁AlCl3，聚合氯化鋁PAC與氯化鐵FeCl3 投加量處理總磷與去除率效果對(duì)比，結(jié)合圖2與圖3，避免藥劑會(huì)造成二次污染，通過統(tǒng)計(jì)得出，隨著藥劑投加量增加在一定程度范圍內(nèi)除磷率提高，硫酸亞鐵FeSO4?7H2O投加量在1.40mg/L， 氯化鋁AlCl3投加量在1.76 mg/L，PAC投加量在1.65mg/L，氯化鐵FeCl3投加量在2.98 mg/L時(shí)，出水均可滿足國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)中對(duì) TP

6結(jié)論

1. 除磷實(shí)驗(yàn)表明藥劑投加量計(jì)算除磷效果[4]：FeCl3 > AlCl3 >PAC>FeSO4?7H2O，亞鐵鹽會(huì)使PH值減低，影響CAST工藝出水水質(zhì)，使出水偏黃。FeCl3水解后生成氫氧化鐵沉淀，有極強(qiáng)凝聚力，對(duì)金屬管道有腐蝕，不建議采用，而且會(huì)帶來新的污染問題，影響出水色度。綜合所述，在出水TP

2. 在出水標(biāo)準(zhǔn)要求相近的情況下，化學(xué)藥劑的利用率與污水處理含磷量成正比例關(guān)系，污水含磷量越高化學(xué)藥劑利用率也越高；污水含磷量越低，化學(xué)藥劑利用率也越低。出水磷濃度越低，去除單位磷所需化學(xué)藥劑投加量就越大。

參考文獻(xiàn)

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[2]徐國想，阮復(fù)昌 .鐵系和鋁系無機(jī)絮凝劑的性能分析[ J ] . 重慶環(huán)境科學(xué)， 2001， 23（ 3） ： 52- 55

[3] 國家環(huán)境保護(hù)總局水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法編委會(huì).水和廢水監(jiān)測(cè)分析方法（第四版）[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002

篇4

關(guān)鍵詞：化學(xué)除磷；藥劑； 污水處理

中圖分類號(hào)：U664文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

當(dāng)前污水除磷脫氮工藝中的除磷技術(shù)主要分為生物除磷和化學(xué)除磷兩大類。與化學(xué)法除磷相比。盡管生物法具有無需投加藥劑、運(yùn)行費(fèi)用省、污泥產(chǎn)量小的優(yōu)點(diǎn)。但在實(shí)際運(yùn)行過程中。生物除磷技術(shù)也存在著缺點(diǎn)――對(duì)廢水組分的過度依賴(主要取決于可獲得的有機(jī)碳化合物的數(shù)量和質(zhì)量)；穩(wěn)定性和靈活性較差：污泥處理工藝中存在磷的釋放造成二次污染，這導(dǎo)致了生物出水很難達(dá)到國家污水排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。因此需要增加化學(xué)除磷。

1 化學(xué)除磷的反應(yīng)機(jī)理

化學(xué)除磷的反應(yīng)機(jī)理是在污水處理工藝中投加金屬鹽類等，除磷藥劑形成不可溶性的磷酸鹽或多聚磷酸鹽沉淀產(chǎn)物，然后再通過沉淀分離或過濾分離等方法從污水中去除磷酸鹽。藥劑投加后，首先，金屬離子與磷酸鹽快速結(jié)合會(huì)形成低溶解度、極細(xì)小晶狀體的磷酸鹽化合物；然后，在流速梯度或混合擴(kuò)散過程作用下互相接觸生成大顆粒絮凝體；最后，絮凝體通過沉淀分離或過濾分離等方法將水體分開，得到凈化的廢水和化學(xué)污泥，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷的目的。因此，化學(xué)除磷過程包括沉析、凝聚、絮凝以及固液分離四個(gè)步驟，其本質(zhì)就是磷酸鹽從液相轉(zhuǎn)移到固相的過程。在這個(gè)過程中沉析和凝聚反應(yīng)發(fā)生的非?？?，被認(rèn)為是同時(shí)發(fā)生的，凝聚時(shí)形成的主粒子，在絮凝過程中相互結(jié)合形成更大的粒子――絮體，以利于沉淀或者固液分離，由上述分析 可知，化學(xué)除磷效率與沉析和絮凝過程直接相關(guān)，沉析、凝聚與磷酸鹽化合物種類與化學(xué)除磷藥劑的種類及pH等因素有關(guān)，絮凝過程與除磷工藝形式有關(guān)，因此，要提高化學(xué)除磷效率必須從化學(xué)除磷藥劑的種類、反應(yīng)環(huán)境的pH及除磷工藝等因素考慮。

2 化學(xué)除磷藥劑的種類

目前用于污水化學(xué)輔助除磷的藥劑主要可分為鋁鹽、鐵鹽、鈣鹽、改性硅藻土及復(fù)合絮凝劑等。

2.1鐵鹽除磷藥劑。鐵鹽除磷藥劑主要有硫酸亞鐵、氯化硫酸鐵、氯化鐵及聚合氯化鐵等。鐵鹽與鋁鹽除磷反應(yīng)機(jī)理類似，之外還會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈水解并同時(shí)發(fā)生各種聚合反應(yīng)吸附水中的磷。Fe2+除磷效率與pH相關(guān)，但有關(guān)Fe2+除磷最佳pH存在爭(zhēng)議：有人認(rèn)為 pH=8時(shí)，F(xiàn)e2+除磷效果最好 ，但王文超等認(rèn)為pH=7.5～8.5時(shí)不易生成沉淀，從而降低了除磷效率。Fe2+除磷需要較高pH 值，而污水廠處理中pH值往往低于7.5，另外，在水中Fe 3(PO4 )2沒有FePO4穩(wěn)定，這些都限制了二價(jià)鐵鹽在廢水除磷中的應(yīng)用，實(shí)際過程中可利用好氧池曝氣的特點(diǎn)將Fe2+氧化成Fe3+來提高化學(xué)除磷效率。鐵鹽與磷酸鹽反應(yīng)形成沉淀物相對(duì)于鋁鹽更加穩(wěn)定，而具有沉降速度快的優(yōu)點(diǎn)，因此實(shí)際應(yīng)用比較多，但是具有出水濁度與色度高、對(duì)出水pH影響大、運(yùn)輸和貯存麻煩、對(duì)設(shè)備腐蝕大等缺點(diǎn)，同時(shí)鐵也是刺激藻類生長(zhǎng)和引發(fā)湖泊水華的一個(gè)重要因素，這些缺點(diǎn)限制其使用范圍。由于需要較高的pH，同時(shí)鈣鹽除磷藥劑還會(huì)引起池壁或渠、管壁上結(jié)垢及曝氣管堵塞等，因此鈣鹽除磷藥劑在城市污水處理廠中應(yīng)用的比較少。磷酸氨鎂法是近幾年國際上非常流行的廢水除磷方法，但我國還未出現(xiàn)相關(guān)的報(bào)道。

2.2鋁鹽化學(xué)除磷藥劑。鋁鹽化學(xué)除磷藥劑主要有硫酸鋁、氯化鋁和聚合氯化鋁等。三價(jià)鋁鹽藥劑除磷的反應(yīng)包括兩個(gè)反應(yīng)過程：（1)三價(jià)鋁離子與污水中的磷酸根發(fā)生沉淀反應(yīng),生成沉淀化合物AlPO4；（2)三價(jià)鋁離子發(fā)生水解反應(yīng),生成具有較高的正電荷和較大的比表面積的單核羥基絡(luò)合物A1(OH)2+，A1(OH)21+ 和多核羥基絡(luò)合物 AI(OH)m(3n-m)+ (n>1，m≤3n)，然后，多核羥基絡(luò)合物之間發(fā)生范德華力、吸附架橋和網(wǎng)捕等作用獲得較好的沉淀效果，從而實(shí)現(xiàn)化學(xué)除磷。Al3+水解反應(yīng)和金屬磷酸鹽的溶解性均受到pH的影響，同時(shí)金屬離子也會(huì)與OH―發(fā)生反應(yīng)，從而與PO43+形成競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)不利于除磷，由此可見，鋁鹽化學(xué)除磷過程中控制合適的pH是非常重要的。鋁鹽除磷理想的pH=5.8～6.9。值得注意的是經(jīng)用鋁鹽除磷藥劑處理后出水中的鋁含量大幅度增加，可能會(huì)造成排放水體中鋁鹽超標(biāo)，引起微生物鋁中毒，因此需要控制投加量。

2.3復(fù)合新型除磷藥劑。復(fù)合新型除磷藥劑主要有聚氯化鋁鐵(FAFC)、聚氯化鋁(PAC)、聚氯化鐵(PFC)、聚合硫酸鐵(PFS)、聚亞鐵、聚氯硫酸鐵(PFCS)、聚合硫酸氯化鋁鐵(PAFCS)、聚合硫酸鋁鐵(PFAS)以及改性硅藻土等。這些新型除磷藥劑基本上都有良好的電荷中和與吸附架橋功能，凝聚性能良好，絮凝體生成迅速，密集度高且質(zhì)量大，沉降性能優(yōu)越，沉降的污泥脫水性能好，無二次污染，適用水體pH值范圍廣，具有較強(qiáng)的去除效果，而且藥劑生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，原料易得，生產(chǎn)成本低。其中PAFC在污水廠中應(yīng)用的比較多，原因在于PAFC結(jié)合了鋁鹽和鐵鹽的雙重優(yōu)點(diǎn)，化學(xué)反應(yīng)速度快、形成絮體大且重、沉降快和過濾性好等優(yōu)點(diǎn)。因此，PAFC既能克服鋁鹽絮體生成慢、絮體輕、沉降慢的不足，同時(shí)又能克服鐵鹽除磷的出水渾濁、色度高的缺點(diǎn)。改性硅藻土是最近新使用的化學(xué)除磷藥劑，其組成包括硅藻土、PAC和石灰等，其中的PAC和石灰可與PO43+反應(yīng)生成A1PO4和Ca5 (PO4)3OH等沉淀物，同時(shí)硅藻土具有吸附、混凝、過濾、共沉等作用，能充分接觸并除去水中的PO43+。因此除磷效果較穩(wěn)定，出水TP變化較小。

由上述的分析可知，復(fù)合新型除磷藥劑，如聚氯化鋁鐵結(jié)合傳統(tǒng)鐵鹽鋁鹽除磷藥劑的優(yōu)點(diǎn)，適用范圍和條件較廣，除磷效果好，而且對(duì)污水處理系統(tǒng)中微生物影響較小，具有良好的發(fā)展前景。

結(jié)束語

隨著人們生活水平的不斷提高和工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展。大量含磷生活污水、工業(yè)廢水排入江河湖泊中，增加了水體營養(yǎng)物質(zhì)的負(fù)荷，從而引起水體中藻類與水生植物異常繁殖，即水體的富營養(yǎng)化。研究表明。多數(shù)水體富營養(yǎng)化的限制因素是磷。因此控制水體中磷的濃度尤為重要。明確了城市污水處理中除磷的重要性和迫切性，而在普遍采用的生物除磷技術(shù)不能滿足出水磷的排放標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可考慮采用化學(xué)除磷技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳媛 A2/O工藝化學(xué)除磷優(yōu)化實(shí)驗(yàn)及應(yīng)用[J]-環(huán)境 2010

[2]汪秀麗.中國城市污水處理與再生利用.《水利電力科技》，2005.

[3]蘇敬志.城市污水處理與再生利用的探討.《中國新技術(shù)新產(chǎn)品》，2010.

篇5

關(guān)鍵詞：脫氮除磷；SBR工藝；A²/O工藝；立體循環(huán)一體化氧化溝；CAST 工藝

中圖分類號(hào)：U664文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

1、引言

城市污水中的氮、磷主要來自城市生活污水，來自農(nóng)業(yè)施肥（氮）和噴灑農(nóng)藥（磷等），來自工業(yè)廢水。氮、磷的主要危害:氮和磷能夠使湖泊等緩流封閉或半封閉的水體產(chǎn)生富營養(yǎng)化，而水體富營養(yǎng)化已成為全球的重大環(huán)境問題。生物脫氮除磷作為解決水體富營養(yǎng)化的主要手段成為污水處理領(lǐng)域的重中之重。為了達(dá)到較好的脫氮除磷效果，環(huán)境工作者對(duì)一些傳統(tǒng)工藝進(jìn)行了改進(jìn)或設(shè)計(jì)出新工藝，本文簡(jiǎn)單介紹一些脫氮除磷工藝。

2、生物脫氮除磷機(jī)理

2.1 脫氮機(jī)理

脫氮首先利用設(shè)施內(nèi)好氧段，由亞硝化細(xì)菌和硝化細(xì)菌的硝化作用，將轉(zhuǎn)化為。再利用缺氧段經(jīng)反硝化細(xì)菌將反硝化還原為氮(),溢出水面釋放到大氣，參與自然界物質(zhì)循環(huán)。水中含氮物質(zhì)大量減少，降低出水潛在危險(xiǎn)性，從而達(dá)到從廢水中脫氮的目的。

2.2 除磷原理

在普通廢水生物處理過程中，微生物除碳的同時(shí)吸收磷元素用以合成細(xì)胞物質(zhì)和合成ATP等，但只去除污水中約19%左右的磷。殘留在出水中的磷還相當(dāng)高。故需用除磷工藝處理。所謂的除磷就是把水中溶解性磷轉(zhuǎn)化為顆粒性磷，達(dá)到磷水分離的效果。聚磷菌成為生物除磷過程中最重要的菌群，其是一種高能化合物，水解時(shí)能放出能量。在厭氧池中聚磷菌利用這些能量攝取有機(jī)物并釋放出水解產(chǎn)生的磷酸，造成厭氧池中磷濃度的升高，廢水中的有機(jī)物減少。到了好氧池，聚磷菌將體內(nèi)積蓄的有機(jī)物通過好氧呼吸氧化分解合成ATP，用這部分能量進(jìn)行菌體的增殖和聚磷酸的合成，在此過程中不斷完成磷的過度累積和最后的奢量吸收從而達(dá)到去除污水中磷的目的。反應(yīng)方程式如下:

( 1) 聚磷菌攝取磷:ADP++能量ATP+

( 2) 聚磷菌的放磷:ATP+ADP++能量

3、生物脫氮除磷工藝

3.1 SBR工藝

SBR工藝由于操作靈活，脫氮除磷效果較好成為了新近發(fā)展起來的新型處理廢水的工藝，得到廣泛的應(yīng)用。

a、脫氮是在適當(dāng)條件下進(jìn)行的，即含氮化合物利用氨化菌進(jìn)行氨化，然后在硝化菌作用下進(jìn)行硝化，最后利用反硝化菌進(jìn)行反硝化，將、還原為釋放到大氣中。

b、除磷是利用聚磷菌能過量地從外部攝取磷并以聚合物形式貯藏于菌體內(nèi)形成高磷污泥，從而通過定期除泥而去除磷。SBR工藝在去除有機(jī)物的同時(shí)，可以完成脫氮除磷。SBR工藝流程圖：

圖1SBR生物脫氮除磷工藝流程

3.2 A²/O工藝

傳統(tǒng)A²/O 法即厭氧缺氧好氧活性污泥法。污水經(jīng)過三個(gè)不同功能分區(qū)的過程中,在不同微生物菌群作用下,使污水中的有機(jī)物、氮和磷得到去除。污水和從二沉池回流的活性污泥進(jìn)入首段厭氧池，聚磷菌在厭氧條件下釋磷，同時(shí)轉(zhuǎn)化易降解COD、VFA為PHB，部分含氮有機(jī)物進(jìn)行氨化。

在缺氧池中，反硝化菌利用污水中的有機(jī)物作為碳源，將回流混合液帶入的大量、還原為釋放到大氣中,濃度降低，濃度降低，磷變化較小。

在好氧池中，混合液中的COD濃度已基本接近排放標(biāo)準(zhǔn)，主要進(jìn)行氨氮的硝化和磷的吸收，混合液中硝態(tài)氮回流至缺氧反應(yīng)區(qū)，污泥中過量吸收的磷通過剩余污泥排除。A²/O工藝可用于處理工業(yè)廢水比重較大城市污水,也較容易應(yīng)用于生物法處理的老污水廠的改造。

A²/O工藝流程圖：

圖2生物脫氮除磷工藝流程

3.3 立體循環(huán)一體化氧化溝

氧化溝工藝是一種延時(shí)曝氣的活性污泥法，由于負(fù)荷很低，耐沖擊負(fù)荷強(qiáng)，出水水質(zhì)較好，污泥產(chǎn)量少且穩(wěn)定，構(gòu)筑物少，特別是用于污水脫氮，氧化溝比其他生物脫氮工藝費(fèi)用低、TN去除效率高。但是與活性污泥相比較氧化溝存在著占地面積過大的缺點(diǎn)，這使得在土地資源較緊張的地區(qū)受到局限。近幾年來，國內(nèi)對(duì)各種類型氧化溝工藝的除磷脫氮效果、設(shè)計(jì)、充氧設(shè)備及運(yùn)行控制等方面進(jìn)行了大量的研究。對(duì)多種氧化溝都進(jìn)行了一定的革新，成功研究出立體循環(huán)一體化氧化溝。其具有以下的優(yōu)點(diǎn)：

（1）在循環(huán)過程中完成降解有機(jī)物和脫氮過程，與現(xiàn)有氧化溝相比，占地面積可減少50%。

（2）沉淀區(qū)和氧化溝合建，沉淀的污泥可自動(dòng)回流到氧化溝內(nèi)，節(jié)約投資和能源消耗。

（3）結(jié)構(gòu)更加緊密，運(yùn)行操作簡(jiǎn)便。既保留氧化溝設(shè)備和運(yùn)行操作簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)節(jié)約

了占地面積。

3.4CAST工藝

CAST工藝實(shí)際上是SBR工藝的一種變型，是可變?nèi)莘e活性污泥法過程和生物選擇器原理的有機(jī)集合，整個(gè)工藝為一間歇式反應(yīng)器, 主反應(yīng)器前端有一個(gè)生物選擇器, 主反應(yīng)器中活性污泥進(jìn)行著不斷重復(fù)曝氣和非曝氣過程，生物反應(yīng)和泥水分離在同一池內(nèi)完成，CAST方法是一種“充水和排水”活性污泥法系統(tǒng), 廢水按一定的周期和階段得到處理。

4、結(jié)語

隨著污水處理事業(yè)的發(fā)展，已有多種污水處理工藝在我國污水處理廠中得到了應(yīng)用，除以上幾種工藝的介紹，脫氮除磷工藝還包括AB法、MSBR工藝、OCO工藝等。隨著環(huán)境保護(hù)者對(duì)脫氮除磷工藝的不斷研究和探索，將來還會(huì)有更多新工藝的出現(xiàn)為生物脫氮除磷工藝指引方向。但是社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展給污水脫氮除磷處理提出了越來越高的要求，污水處理已不僅限于滿足排放標(biāo)準(zhǔn)，更要考慮污水的資源化和能源化的問題。綜上所述，選擇一種好的城市污水處理工藝，無論是對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展還是對(duì)環(huán)境保護(hù)、資源再利用都有著不同尋常的意義，好的工藝具有工藝簡(jiǎn)單、設(shè)備可靠、管理方便、投資省、占地少、效率高、運(yùn)行成本低、污水處理能達(dá)標(biāo)排放并可回用等優(yōu)點(diǎn)。相信在不久的將來生物學(xué)及其技術(shù)的發(fā)展，能使生物脫氮除磷工藝得到更大的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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[2] 周群英，王士芬環(huán)境工程微生物學(xué)［M］. 北京：高等教育出版社，2008.

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[4] 蔣文，賈娜，張洪杰 生活污水生物脫氮除磷工藝 [J]. 科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2003，20：106-108.

篇6

關(guān)鍵詞：高碑店污水處理廠 曝氣池 倒置型A2/O工藝 污泥

1　前言

為配合北京市關(guān)于污水處理后作為水資源再利用戰(zhàn)略方針的實(shí)施，高碑店污水處理廠一期工程進(jìn)一步實(shí)施工藝技術(shù)改造，控制氮、磷的排放指標(biāo)，使之適應(yīng)于目前高碑店湖及第一熱電廠冷卻水使用要求。其工藝技術(shù)改造工程可分兩步。第一步滿足或優(yōu)于高碑店湖目前湖水水質(zhì)。第二步是隨著北京市工農(nóng)業(yè)的發(fā)展及沿河污水排放控制的實(shí)施，高碑店湖水質(zhì)將逐年好轉(zhuǎn)，直至達(dá)到國家四類水體水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，屆時(shí)高碑店污水處理廠實(shí)行第二步改造，使之滿足排入高碑店湖水四類水質(zhì)的要求。

2　高碑店污水處理廠現(xiàn)況

高碑店污水處理廠是目前我國最大的污水處理廠，一期工程已于1993年10月24日竣工投產(chǎn)，一期工程處理能力50萬噸/日。二期工程投產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)后，處理能力達(dá)100萬噸/日。高碑店污水處理廠污水系統(tǒng)流域面積96平方公里，服務(wù)人口240萬人，匯集北京市城區(qū)的大部分生活污水、東郊工業(yè)區(qū)、使館區(qū)和化工路的全部污水。

該污水處理廠采用前置缺氧段活性污泥法工藝，即在推流式曝氣池前端設(shè)置缺氧段，其目的是改善污泥性質(zhì)，防止污泥膨脹。污水處理工藝流程如下圖所示：

目前高碑店污水處理廠一、二期工程的二級(jí)出水直接排入通惠河下游，除約5500萬噸/年用于農(nóng)業(yè)灌溉外，剩余的每年超過2億噸處理出水還沒有得到利用。但隨著污水資源化工程的實(shí)施，一期工程47萬噸/日的處理出水將通過"水資源化再利用工程"的泵站輸送至高碑店湖及再利用管網(wǎng)，作為北京第一熱電廠、東郊工業(yè)區(qū)的循環(huán)冷卻水水源及其它市政雜用水，因此對(duì)高碑店污水處理廠的二級(jí)出水水質(zhì)提出了更高的要求(二期工程的出水部分已作為華能熱電廠冷卻水補(bǔ)充水的水源)。

3　改造規(guī)模及處理程度

3.1改造規(guī)模

改造規(guī)模為50萬噸/日，即對(duì)高碑店污水處理廠一期工程(50萬噸/日)進(jìn)行改造。

3.2處理程度

本改造工程的出水水質(zhì)目標(biāo)分兩步進(jìn)行。

第一步：改造后，使高碑店污水處理廠二級(jí)處理出水水質(zhì)優(yōu)于目前第一熱電廠冷卻水取水水源－高碑店湖湖水水質(zhì)。根據(jù)排水公司提供數(shù)據(jù)，其水質(zhì)對(duì)比如下表。

第二步：隨著北京市污水管網(wǎng)的完善及沿河污水排放控制的實(shí)施，高碑店湖湖水水質(zhì)將逐年好轉(zhuǎn)，直至達(dá)到國家四類水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。屆時(shí)，將對(duì)高碑店污水處理廠出水進(jìn)行進(jìn)一步工藝改造，使50萬噸/日的出水滿足高碑店湖四類水體的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。

本改造工程只進(jìn)行第一步改造。

地點(diǎn) 項(xiàng)目 BOD(mg/l) COD(mg/l) 總磷(mg/l) 氨氮(mg/l) 高碑店湖 12.1 46.6 1.3 11.7 現(xiàn)況高碑店污水廠總進(jìn)水 129 319 6.5 30.7 現(xiàn)況高碑店污水廠二級(jí)處理出水 11 47.2 4.5 27.2 改造后高碑店污水廠二級(jí)出水要求 10 40 1.5～1.0* 10 四類水體水質(zhì) 6 30 0.2 TKN 2 注：* 如果進(jìn)水磷濃度在5毫克/升左右，出水亦可達(dá)到1毫克/升左右

從上面水質(zhì)對(duì)比表可以看出，現(xiàn)況高碑店污水處理廠二級(jí)出水水質(zhì)與高碑店湖水質(zhì)的主要差別是總磷，氨氮不是主要問題 (上表中二級(jí)出水氨氮27.2毫克/升，因運(yùn)行鼓風(fēng)量不夠，溶解氧較低，未達(dá)到硝化程度所致)，只要加大曝氣量，現(xiàn)有曝氣池的處理能力可達(dá)到70%左右硝化程度，出水氨氮滿足要求。

4　工藝方案

在確定本工藝方案過程中，吸取了國內(nèi)外先進(jìn)的除磷技術(shù)，并咨詢了美國加州大學(xué)伯克立分校的David Jenkins教授，最后確定了如下工藝改造方案。

4.1污水處理系統(tǒng)生物法除磷改造方案

一般來說，生物除磷只能去除60%～80%，對(duì)于高碑店污水處理廠只靠生物法使磷降至1毫克/升比較困難。要保證較高的穩(wěn)定的除磷效果，又盡量降低運(yùn)行成本，只有采用生物除磷與化學(xué)除磷相結(jié)合的方法。化學(xué)除磷是起輔助和把關(guān)作用。全部污水量化學(xué)法除磷，運(yùn)行費(fèi)較高，所以本工程暫只考慮生物法除磷。

4.1.1 將曝氣池改造為倒置型A2/O工藝

污水生物除磷技術(shù)的發(fā)展起源于生物超量除磷現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)。污水生物除磷就是利用活性污泥中聚磷菌的超量磷吸收現(xiàn)象，即微生物吸收的磷量超過微生物正常生長(zhǎng)所需要的磷量，通過污水生物處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)或運(yùn)行方式的改變，使細(xì)胞含磷量相當(dāng)高的細(xì)菌群體能在處理系統(tǒng)的基質(zhì)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。在污水生物除磷工藝流程中都包含厭氧段和好氧段，使進(jìn)入剩余污泥的含磷量增大，處理出水的磷濃度明顯降低。

最基本的生物除磷工藝為厭氧－好氧活性污泥法(A/O法)，這種工藝是使污水和活性污泥混合后依次經(jīng)過厭氧和好氧區(qū)。其原理是在厭氧區(qū)中，污泥中的細(xì)菌將儲(chǔ)藏在細(xì)胞內(nèi)的聚磷酸鹽進(jìn)行水解，釋放出正磷酸鹽和能量，這時(shí)厭氧區(qū)內(nèi)污水的BOD5值降低，而磷含量升高。而在好氧區(qū)內(nèi)除磷菌又利用有機(jī)物氧化的能量，大量吸收混合液中的磷，以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)藏于體內(nèi)，水中的磷又轉(zhuǎn)移到污泥中，通過排除剩余污泥達(dá)到除磷的目的。同時(shí)在好氧區(qū)中有足夠的停留時(shí)間，使有機(jī)物進(jìn)一步被氧化降解，氨氮在硝化細(xì)菌的作用下大部分轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，一部分硝酸鹽氮隨處理后的出水流入水體，另一部分硝酸鹽氮通過污泥回流帶到缺氧區(qū)內(nèi)，在缺氧區(qū)內(nèi)首先將硝酸鹽氮去除后再進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)進(jìn)行磷的釋放，同時(shí)可提供氧，因此既達(dá)到部分脫氮的目的。進(jìn)而達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，保護(hù)接納水體，節(jié)省能耗。

本改造工程工藝方案的特點(diǎn)是：設(shè)置缺氧區(qū)、厭氧區(qū)和好氧區(qū)，濃縮酸化池(利用原濃縮池)上清液進(jìn)入處理區(qū)，10%來水進(jìn)入缺氧區(qū)，90%來水進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)。

由于污水中碳、氮、磷比普遍較低，為了避免厭氧區(qū)中污泥濃度降低、增加營養(yǎng)物質(zhì)，以及避免回流硝酸鹽對(duì)生物除磷的不利影響，在厭氧區(qū)之前設(shè)缺氧區(qū)，10%原水進(jìn)入缺氧區(qū)，90%原水進(jìn)入?yún)捬鯀^(qū)，初沉污泥經(jīng)濃縮酸化池后，上清液排入進(jìn)水泵房，與原水一同進(jìn)入曝氣池?；钚晕勰嗬眉s10%進(jìn)水中的有機(jī)物、由濃縮酸化池而來的易降解的BOD5去除回流污泥中的硝態(tài)氮的氧，消除了硝態(tài)氮對(duì)后續(xù)厭氧區(qū)的不利影響，從而保證厭氧區(qū)的穩(wěn)定物除磷效果。

原曝氣池1/12為厭氧區(qū)，其余為好氧。改造后將原池2/9改為缺氧區(qū)及厭氧區(qū)。其中缺氧區(qū)為30分鐘(按100%污泥回流量的實(shí)際停留時(shí)間計(jì))，長(zhǎng)度為17米。厭氧區(qū)為45分鐘(按100%污泥回流量的實(shí)際停留時(shí)間計(jì)。不計(jì)污泥回流的名義停留時(shí)間為1.5小時(shí))，長(zhǎng)度為47米。其中在厭氧區(qū)進(jìn)水端分出一實(shí)際停留時(shí)間為15分鐘(按100%污泥回流計(jì))的強(qiáng)化吸附區(qū)，長(zhǎng)度為15米。其余仍為好氧區(qū)(名義停留時(shí)間為7.25小時(shí))。見下圖(單位為毫米)：

4.2 污泥處理系統(tǒng)改造方案

4.2.1 剩余污泥進(jìn)行機(jī)械濃縮

在污水生物除磷工藝中，為防止使吸附在剩余污泥中的磷通過污泥處理上清液重新返回到污水中去，污泥系統(tǒng)要進(jìn)行改造。原流程為剩余污泥泵將剩余污泥提升至初沉池，與初沉污泥共沉，其混合污泥再進(jìn)污泥濃縮池，濃縮后，消化、脫水。因濃縮池停留時(shí)間過長(zhǎng)，處于厭氧狀態(tài)，磷又被釋放出來，回到污水處理系統(tǒng)中，達(dá)不到除磷目的。所以，必須對(duì)原污泥系統(tǒng)進(jìn)行改造。

該方案是將剩余污泥與初沉污泥分別處理，初沉污泥仍進(jìn)現(xiàn)有濃縮池，并將濃縮池改造，使之做為濃縮酸化池，將其產(chǎn)生的易生物降解的BOD投加到曝氣池，增加碳源，有利于磷的去除和反硝化的進(jìn)行。剩余污泥則單獨(dú)進(jìn)行機(jī)械濃縮。由于濃縮時(shí)間短，此時(shí)磷不會(huì)從污泥中釋放出來，而達(dá)到除磷目的，這就需要另建一座污泥濃縮機(jī)房。

4.2.2 消化池上清液、脫水機(jī)濾液處理方案

剩余污泥(含水率約99.5%)采用機(jī)械濃縮，污泥體積均約為1000噸/日（含水率約94%）。為充分利用原有消化池，并達(dá)到污泥穩(wěn)定和資源化目的，故將機(jī)械濃縮后剩余污泥與經(jīng)過濃縮池重力濃縮的初沉污泥一起送入消化池及脫水機(jī)房消化和脫水。由于厭氧狀態(tài)下，污泥中的磷還會(huì)釋放出來，必須采取相應(yīng)的處理措施。該污泥經(jīng)過消化、脫水后，大約有800噸/日的污水排出。如果包括初沉池污泥進(jìn)入消化池消化、脫水后排出的污水約為1800噸/日。再加上脫水機(jī)濾帶沖洗水量，總計(jì)大約3000噸/日的含磷污液排出。該部分含磷廢水如再返回污水處理系統(tǒng)，將會(huì)增加進(jìn)水中磷的濃度，達(dá)不到預(yù)期除磷效果。為此決定將消化池上清液、脫水機(jī)濾液進(jìn)行化學(xué)法除磷。通過鐵鹽和石灰法比較后，采用石灰法。

石灰法化學(xué)除磷所需石灰量與磷的含量關(guān)系不大，而只與污水的堿度有關(guān)，因?yàn)榱u基磷灰石的溶解度隨PH的增加而迅速降低。所以，隨PH的增加而促進(jìn)磷酸鹽的去除。PH>9.5時(shí)，全部磷酸鹽均能轉(zhuǎn)化為非溶解性磷酸鹽。

初步按投加4000毫克/升的生石灰(Ca(OH)2)計(jì)，每天需投加石灰12噸左右。投加石灰的的主要設(shè)備有石灰貯存罐、石灰投料器、石灰消解器、石灰漿貯存池及攪拌設(shè)備、除塵設(shè)備，機(jī)械攪拌加速澄清池及攪拌設(shè)備，助沉劑貯存及投料設(shè)備，中和沉淀池及刮渣設(shè)備，石灰、石灰渣的輸送及運(yùn)輸設(shè)備等。由于水中PH值>9.5，所以還必須再碳酸化。本工藝?yán)靡延姓託獍l(fā)電機(jī)排放的煙道氣中的二氧化碳進(jìn)行中和。石灰法除磷效果較好，并能有效地同時(shí)去除COD及重金屬。但是由于石灰的腐蝕性很強(qiáng)，所以需加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的管理、維修及維護(hù)。

除磷后富磷污泥經(jīng)處置后可作為復(fù)合肥料，達(dá)到污泥再利用及資源化目的，除磷后出水水質(zhì)良好亦可回用。

4.3 改造工程工藝方案

綜上所述，改造生物除磷工藝方案：曝氣池將原池改造為倒置型A2/O工藝。污泥工藝增加剩余污泥機(jī)械濃縮；原有濃縮池改為濃縮酸化池；濃縮酸化池上清液做返回曝氣池；消化池上清液和脫水機(jī)濾液及沖洗水收集后采用石灰法化學(xué)除磷。

5　工程設(shè)計(jì)主要參數(shù)

5.1 曝氣池改造為倒置型A2/O工藝

（1）2/9改為缺氧區(qū)及厭氧區(qū)。缺氧區(qū)及厭氧區(qū)水力停留時(shí)間分別為30分鐘和90分鐘，總停留時(shí)間2小時(shí)。其中厭氧區(qū)進(jìn)水端設(shè)置停留時(shí)間為15分鐘的強(qiáng)化吸附區(qū)，后續(xù)好氧區(qū)水力停留時(shí)間為7.25小時(shí)。

（2）增設(shè)水下推流器36臺(tái)。

（3）增設(shè)中隔墻36道。

（4）更換曝氣頭。

（5）10%原水入缺氧區(qū)，90%原水入?yún)捬鯀^(qū)。

5.2 更換鼓風(fēng)機(jī)

現(xiàn)有8臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，只有2臺(tái)能正常工作。曝氣池需氧量按碳化、硝化計(jì)，需5臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)，(其中1臺(tái)備用)。所以，需增加風(fēng)量為600立方米/分鐘、風(fēng)壓為7000毫米水柱的離心鼓風(fēng)機(jī)3臺(tái)。

5.3 剩余污泥機(jī)械濃縮方案設(shè)計(jì)

5.3.1 更換剩余污泥泵

（1）剩余污泥量：干泥量為64.8噸/日，污泥濃度5克/升，折合為含水率為99.5%時(shí)，污泥量為1.3萬噸/日。

（2）現(xiàn)有6臺(tái)剩余污泥泵(在現(xiàn)況回流污泥泵房?jī)?nèi))，因原設(shè)計(jì)為連續(xù)工作，為配合濃縮機(jī)房，改造為14小時(shí)工作制，不能滿足要求，須更換：故選用6臺(tái)潛水泵(4用2備)。流量為250立方米/小時(shí)，揚(yáng)程為13米。

5.3.2 新建濃縮機(jī)房

（1）剩余污泥量：干泥量為64.8噸/日，污泥量為1.3萬噸/日(含水率99.5%)。

（2）帶式污泥濃縮機(jī)，處理能力150立方米/小時(shí)，帶寬3米，7套(6用1備)，14小時(shí)工作制。包括污泥進(jìn)泥泵、沖洗水泵、投藥裝置、現(xiàn)場(chǎng)控制柜等配套設(shè)備。

（3）濃縮機(jī)房：平面尺寸為長(zhǎng)50米、寬20米，一座。

（4）濃縮機(jī)投藥量：按2‰計(jì)，每日投藥量約為0.13噸。

（5）污泥貯泥池：長(zhǎng)15米、寬8米、池深3.5米，內(nèi)設(shè)水下攪拌機(jī)，2臺(tái)。

（6）濃縮后向消化池污泥投泥泵：流量為15立方米/小時(shí)，揚(yáng)程為40米，6臺(tái)(3用3備)。

（7）改造部分剩余污泥管線。

5.3.3 濃縮酸化池設(shè)計(jì)

利用現(xiàn)有4座濃縮池改造為濃縮酸化池。并相應(yīng)改造管線與配套設(shè)備。將原一一對(duì)應(yīng)的進(jìn)出泥管線使之互相調(diào)配，增加靈活性，增設(shè)互相連通管及閥門，便于運(yùn)行控制。

5.3.4 石灰法處理污液

（1）石灰處理工藝流程

（2）石灰貯存罐

石灰投加量：12噸/日。

石灰貯存罐：直徑2.5米，高度2.3米，2套。

除塵設(shè)備：1套。

石灰處理站：平面尺寸長(zhǎng)30米、寬15米，1座。

（3）石灰投料計(jì)量器

投加量12噸/日，2套。

（4）石灰消解器

直徑0.7米，高度1.3米，2套。

（5）石灰漿隔膜計(jì)量泵

流量500升/小時(shí)，揚(yáng)程0.3兆帕，2臺(tái)(1用1備)。

（6）機(jī)械攪拌加速澄清池

設(shè)計(jì)流量60立方米/小時(shí)·座，直徑6.2米，池深5.15米，4座，采用攪拌機(jī)械。

（7）中和沉淀池

型式：平流式。

設(shè)計(jì)流量：3000立方米/日。

停留時(shí)間：2小時(shí)。

平面尺寸：長(zhǎng)12.3米、寬5.1米、池深5.5米，一座。

刮泥機(jī)：1臺(tái)。

利用沼氣發(fā)電機(jī)煙道廢氣中二氧化碳中和，選用氣體壓縮機(jī)，流量400立方米/小時(shí)，壓力0.1兆帕，2臺(tái)(1用1備)。

6　建議

（1）根據(jù)實(shí)測(cè)，除高碑店污水處理廠進(jìn)水總磷濃度較高外，北京其它污水處理廠進(jìn)水總磷濃度一般為4～5毫克/升左右，所以應(yīng)對(duì)排入本污水處理廠的排磷大戶進(jìn)行控制，并加大力度推廣使用無磷洗衣粉。經(jīng)采取有效措施后，污水處理廠進(jìn)水總磷濃度將會(huì)大大降低。如果進(jìn)水總磷濃度在5毫克/升以下，僅采用生物除磷工藝就基本可達(dá)到預(yù)期處理效果，節(jié)省化學(xué)除磷運(yùn)行費(fèi)過高的問題。

（2）高碑店污水處理廠，是全國最大的一座現(xiàn)代化城市污水處理廠，污泥出路尚不落實(shí)。污水處理后的的城市污泥具有豐富的有機(jī)質(zhì)和氮、磷、鉀及多種植物需要的營養(yǎng)素，在滿足農(nóng)用污泥標(biāo)準(zhǔn)前提下，應(yīng)重點(diǎn)開發(fā)污泥快速固化、高壓造粒制取顆粒肥料，徹底解決污泥無害化的問題，使其變廢為寶、得到妥善處置。

參考文獻(xiàn)

1.城市污水高級(jí)處理 Russell L.Culp Gordon L.Culp 俞浩鳴譯 1975

2.污水除磷脫氮技術(shù) 鄭興燦 李亞新 編著 1998

篇7

【關(guān)鍵詞】生活污水；脫氮除磷；工藝

一、生活污水脫氮除磷的重要性

在我國廣大城市和農(nóng)村，由于資金和技術(shù)的原因，污水處理設(shè)施嚴(yán)重不足，近 80%的污水未經(jīng)有效處理就直接排入自然水體，已經(jīng)使全國近 40%的河段遭受污染，90%以上城市水域被嚴(yán)重污染，其中化學(xué)需氧量 859.4萬t；氨氮排放量97.3萬t?，F(xiàn)有的二級(jí)生物處理法無法實(shí)現(xiàn)氮磷去除，大量未經(jīng)處理的氮磷直接排入受納水體，造成水體富營養(yǎng)化嚴(yán)重。由于氮磷是藻類生長(zhǎng)的限制因子，廢水中排放的氮磷會(huì)引起藻類的過渡繁殖，導(dǎo)致水體的富營養(yǎng)化。隨著氮磷污染問題的日益尖銳化以及公眾環(huán)境意識(shí)的加強(qiáng)，越來越多的國家和地區(qū)制定了相當(dāng)嚴(yán)格的污水氮磷排放標(biāo)準(zhǔn)和不同的等級(jí)的實(shí)施規(guī)劃。常規(guī)的二級(jí)生化處理工藝穩(wěn)定可靠，可以有效地降低污水的 BOD，但對(duì)污水中同時(shí)存在的 N、P 等營養(yǎng)物只能去除10%～20%，而典型城市污水中 TKN：50～60mg/L，TP：4～20mg/L，因此采用傳統(tǒng)的二級(jí)生化處理工藝并不能夠全面解決營養(yǎng)物對(duì)水體的污染和富營養(yǎng)化危害的問題，其結(jié)果遠(yuǎn)不能達(dá)到二級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，采用生物方法對(duì)含氮、磷污水進(jìn)行處理成為研究和現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的熱點(diǎn)。

二、生物脫氮除磷機(jī)制研究

1、生物處理中氮的轉(zhuǎn)化

污水中的氮主要以氨氮和有機(jī)氮形式存在，一般情況下只含有少量或沒有亞硝酸鹽和硝酸鹽形態(tài)的氮，在未經(jīng)處理的污水中，有機(jī)氮占總氮量的 40%左右，氨氮占 60%左右，亞硝酸鹽和硝酸鹽氮占 0～5%左右。生物處理中去除氮包括被微生物同化成新細(xì)胞及通過硝化、反硝化而被轉(zhuǎn)化為分子氮?dú)獠⒁萑氪髿?。?jù)統(tǒng)計(jì)，通過同化作用去除的氮通常占原污水BOD 的 4%～5%。這說明同化合成細(xì)胞的去氮量少，單位處理設(shè)施效率低，處理成本高，因而污水系統(tǒng)中氮的去除主要依靠硝化反硝化實(shí)現(xiàn)的。氨氮通過硝化作用轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，在通過反硝化作用生成 N2。在整個(gè)生物脫氮過程中主要參與的細(xì)菌有三個(gè)類群，氨化細(xì)菌，進(jìn)行有機(jī)化合物的脫氨基作用，生成氨氮；亞硝化和硝化細(xì)菌，將 NH3轉(zhuǎn)化為 NO2-和 NO3-；反硝化細(xì)菌將 NO2-和 NO3-轉(zhuǎn)化為 N2。在整個(gè)脫氮過程中，硝化反應(yīng)是最為重要的。

2、生物除磷的生化機(jī)制

所謂生物除磷，是利用聚磷菌等一類微生物，在數(shù)量上超過其生理需求的從外部環(huán)境攝取磷，并將磷以聚合的形態(tài)貯藏在菌體內(nèi)，形成高磷污泥，以排放剩余污泥的形式排出系統(tǒng)，達(dá)到從廢水中除磷的效果。（1）生物除磷主要依靠一類統(tǒng)稱為聚磷菌的微生物實(shí)現(xiàn)，該類微生物均屬異樣型細(xì)菌（2）在厭氧條件下，兼性聚磷菌將溶解性 BOD 轉(zhuǎn)化為低分子發(fā)酵產(chǎn)物揮發(fā)性有機(jī)酸，生物聚磷菌則依靠聚磷的水解吸收產(chǎn)生的 VFAs 并以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存，在這過程中釋放磷酸鹽和能量，形成 ADP。（3）在好氧條件下，聚磷菌以游離氧為電子受體，不斷地氧化分解其體內(nèi)儲(chǔ)存的有機(jī)底物。并利用產(chǎn)生的能量，在透過膜的催化作用下，通過主動(dòng)運(yùn)輸從外部環(huán)境過量攝取 H3PO4，攝入的 H3PO4一部分合成 ATP，其余的用于合成聚磷酸鹽，好氧吸磷量大于厭氧釋磷量，通過剩余污泥可實(shí)現(xiàn)磷的高效排出。（4）聚磷菌厭氧釋磷的程度與基質(zhì)類型關(guān)系很大，基質(zhì)為甲酸、乙酸、丙酸等揮發(fā)性脂肪酸時(shí)，釋磷迅速而徹底。而基質(zhì)為非揮發(fā)性有機(jī)酸，釋磷緩慢，且量較少。（5）一部分聚磷菌具有脫氮功能，在無游離氧的條件下，可利用硝酸鹽進(jìn)行呼吸，將其轉(zhuǎn)化為 N2和 N2O，且大量吸入磷。因此厭氧段混入硝酸鹽，一部分易降解碳源被反硝化利用，不利于厭氧釋磷。聚磷菌通過厭氧、好氧環(huán)境的交替，實(shí)現(xiàn)磷的去除。研究人員認(rèn)為厭氧期間聚磷菌的釋磷水平越充分，對(duì)于后續(xù)的好氧過量吸磷能力也就越強(qiáng)；反過來，好氧磷的攝取越好越徹底，聚磷量越大，相應(yīng)的對(duì)于在厭氧期間磷的有效釋放也就越有保證。

三、脫氮除磷工藝

生物脫氮首先是通過一些化能自養(yǎng)的微生物進(jìn)行硝化反應(yīng)，將廢水中的氨氮在亞硝化細(xì)菌作用氧化成亞硝酸氮，再通過硝化細(xì)菌進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸氮，然后經(jīng)過反硝化過程，將硝酸鹽氮和亞硝酸氮在某些兼性異養(yǎng)型微生物作用下還原為氮?dú)?，?shí)現(xiàn)氮的去除同時(shí)去除 COD 的目的；生物除磷則是利用通過特定環(huán)境培養(yǎng)的嗜磷細(xì)菌，通過厭氧和好氧環(huán)境的交替實(shí)現(xiàn)磷的大量聚集，并以剩余污泥的形式從系統(tǒng)排出磷，達(dá)到除磷的目的。正是基于這些基本原理，研究人員開發(fā)了一些列生物脫氮除磷工藝。

1、厭氧、缺氧、好氧組合工藝

根據(jù)處理的要求和廢水的水質(zhì)情況，在 A/O 或 A2/O 工藝的基礎(chǔ)上稍加變化，又開發(fā)出很多新的脫氮除磷工藝，如Bardenpho工藝、UCT 工藝。這些工藝或通過增加缺氧、好氧反應(yīng)器的級(jí)數(shù)來強(qiáng)化處理效果，或通過改變混合液的回流方式或系統(tǒng)的進(jìn)水方式，采用兩股混合液回流，在傳統(tǒng)的好氧池混合液回流的基礎(chǔ)上，增加了由缺氧池至厭氧池的混合液回流，由于缺氧池中的反硝化作用已大大降低了池內(nèi) N 的濃度，這樣就可以避免缺氧池回流液攜帶的-N 濃度過高而破壞厭氧池的厭氧狀態(tài)，影響除磷效果。

2、Phostrip 工藝

由于脫氮和除磷的工藝要求不同，脫氮需要低負(fù)荷、長(zhǎng)泥齡，而除磷則正好相反，因此，為了克服在同一體系脫氮除磷的矛盾，出現(xiàn)了一些旁流除磷工藝，Phostrip 工藝就是此類工藝的典型一例。Phostrip 工藝將生物和化學(xué)除磷結(jié)合起來，一部分回流污泥被分流到專門的除磷池進(jìn)行磷的釋放，含磷的上清液再通過石灰混凝沉淀處理，大部分磷以磷酸鈣的形式沉淀去除，出水總磷濃度低于1mg/L，由于旁流除磷，所以工藝耐沖擊負(fù)荷，缺點(diǎn)是工藝流程復(fù)雜，運(yùn)行管理不便。

3、SBR工藝

SBR工藝是在同一反應(yīng)器完成脫氮除磷的工藝。它是通過對(duì)進(jìn)水、曝氣時(shí)間、反應(yīng)器內(nèi)溶解氧濃度等運(yùn)行參數(shù)的合理控制，在時(shí)間序列上實(shí)現(xiàn)厭氧/缺氧/好氧的組合，在控制良好的情況下，N、P 的去除率可以達(dá)到 90%以上，與其他工藝相比，SBR 工藝的處理構(gòu)筑物少，處理過程大為簡(jiǎn)化，該工藝對(duì)水質(zhì)、水量的變化具有一定的適應(yīng)性，不宜產(chǎn)生污泥膨脹。CAST 就是應(yīng)用較廣的一種。CAST 即循環(huán)式活性污泥法，它最顯著的特點(diǎn)是在反應(yīng)器的前端有一生物選擇器，生物選擇器是一個(gè)容積較小的污水、污泥接觸區(qū)，它的設(shè)計(jì)要嚴(yán)格遵循活性污泥種群組成動(dòng)力學(xué)的有關(guān)規(guī)律，創(chuàng)造合適的微生物生長(zhǎng)條件，以及在高污泥絮體負(fù)荷條件下有利于磷釋放的環(huán)境。設(shè)計(jì)合理的生物選擇器可以有效地抑制絲狀性細(xì)菌的大量繁殖，克服污泥膨脹，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。進(jìn)水與 20%由主反應(yīng)區(qū)回流的活性污泥在生物選擇器內(nèi)混合接觸，這樣，污泥循環(huán)經(jīng)過高有機(jī)負(fù)荷的選擇器，低負(fù)荷的反應(yīng)器，容易形成小顆粒絮凝性的污泥，這種污泥由于表面積較大，所以可以吸附大量的有機(jī)質(zhì)，同時(shí)也增大了絮體的密實(shí)度；另一方面，反應(yīng)區(qū)通過合適的供氧，在微生物絮體的表面到內(nèi)部可以形成由好氧到缺氧，溶解氧呈梯度降低的環(huán)境，這樣，硝化、反硝化過程就可以籍助生物絮體，在絮體的表面和內(nèi)部同時(shí)發(fā)生。CAST 運(yùn)行控制簡(jiǎn)單，整個(gè)過程只有曝氣、沉淀兩階段，卻能達(dá)到深度脫氮除磷的效果。由于形成了凝聚性污泥，所以耐沖擊負(fù)荷能力強(qiáng)，對(duì)一些工業(yè)污水比例較大的城市污水，處理效果仍良好。

4、膜-活性污泥法組合工藝

清華大學(xué)對(duì)生活污水的深度處理技術(shù)作了許多研究，將微生物的生物降解和膜的高效分離作用結(jié)合起來，利用膜-活性污泥法組合工藝處理生活污水，研究了無機(jī)膜、超濾膜和錯(cuò)流式膜-生物反應(yīng)器的運(yùn)行情況及其水力學(xué)、生物動(dòng)力學(xué)等特性，這些組合反應(yīng)器，不僅占地面積小，而且處理水質(zhì)好，對(duì)生活污水的 TP、COD 和 NH4+-N 的去除率可分別達(dá)到 95%、96%、93%以上。如果膜的清洗再生更為簡(jiǎn)化，工藝運(yùn)行費(fèi)用有望降低，該工藝對(duì)干旱地區(qū)的污水處理再回用，將有廣闊的前景。

參考文獻(xiàn)：

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關(guān)鍵詞：膜生物反應(yīng)器；組合工藝； 脫氮除磷

中圖分類號(hào)：

X52文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：16749944（2016）08004604

1 引言

隨著國家工業(yè)、農(nóng)業(yè)、新興產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，含有高濃度氮磷物質(zhì)的污廢水排放入江河湖海時(shí)，會(huì)污染水體，同時(shí)使藻類等植物大量繁殖，導(dǎo)致水體水質(zhì)惡化，出現(xiàn)水體的富營養(yǎng)化。富營養(yǎng)化的水體含有大量的磷酸鹽、硝酸鹽以及亞硝酸鹽，長(zhǎng)期飲用將嚴(yán)重危害人類健康。因此，對(duì)城市污水進(jìn)行脫氮除磷處理成為目前污水處理的一個(gè)研究熱點(diǎn)。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，生物脫氮除磷工藝是解決水體富營養(yǎng)化問題的有效方法，正在廣泛應(yīng)用于各種污水處理工藝之中[1]。

2 MBR脫氮除磷能力分析

膜生物反應(yīng)器（Membrane bioreactor，MBR）是一種新型高效的污水處理技術(shù)，將傳統(tǒng)生物處理工藝與膜分離技術(shù)有機(jī)結(jié)合起來。與傳統(tǒng)生物處理技術(shù)相比，MBR具有出水水質(zhì)好、抗沖擊能力強(qiáng)、操作管理簡(jiǎn)單、占地面積小、水力停留時(shí)間與污泥停留時(shí)間分離等優(yōu)點(diǎn)，因此日益受到污水處理行業(yè)的關(guān)注。MBR主要通過膜的物理截留作用，使硝化菌富集在好氧池內(nèi)，延長(zhǎng)污泥泥齡，滿足硝化菌的生長(zhǎng)繁殖需要，減少了硝化菌的流失，從而滿足了脫氮的條件。研究結(jié)果表明，在MBR中存在反硝化脫氮除磷菌，在脫氮的同時(shí)也能有效地去除磷[2]。

MBR脫氮除磷工藝主要分為單一形式的MBR工藝和組合形式的MBR工藝兩大類。單一形式的MBR工藝出水水質(zhì)很難達(dá)到越來越嚴(yán)格的氮、磷排放要求。組合形式的MBR工藝是目前應(yīng)用比較普遍、發(fā)展前景良好的脫氮除磷工藝[3]。

3 MBR脫氮除磷組合工藝

將膜分離技術(shù)與傳統(tǒng)的生物脫氮除磷工藝相結(jié)合可以強(qiáng)化其脫氮除磷的效果。目前，開發(fā)及應(yīng)用于工程實(shí)踐的生物脫氮除磷工藝有多種，如A2O工藝、倒置A2O工藝、UCT及其改良工藝、Bardenpho工藝、前置缺氧池的A2O工藝等。這些工藝都屬于傳統(tǒng)的組合工藝，且都具有脫氮除磷的功能。一方面能夠滿足去除污水中有機(jī)物的要求；另一方面又能脫氮除磷，在聚磷菌除磷的同時(shí)，經(jīng)過硝化細(xì)菌的硝化、反硝化作用達(dá)到脫氮的目的。脫氮除磷工藝均包含著厭氧、缺氧、好氧3種狀態(tài)的交替。膜分離技術(shù)可以與這些生物脫氮除磷工藝相結(jié)合，形成MBR脫氮除磷組合工藝。下面介紹幾種具有代表性的MBR脫氮除磷組合工藝[4]。

3.1 A/O-MBR工藝

A/O-MBR脫氮除磷工藝和傳統(tǒng)的A/O工藝相類似，在好氧池前面增加一個(gè)缺氧池，膜組件浸沒在好氧池中。反硝化和微生物釋磷過程在缺氧段中進(jìn)行，有機(jī)物的氧化、氮的硝化和微生物吸磷過程在好氧段進(jìn)行，膜主要是代替重力沉淀池進(jìn)行固液分離（圖1）。

在此工藝中，膜的分離過程對(duì)同步硝化反硝化及除磷過程起到強(qiáng)化作用。膜的物理截留作用可使MBR的污泥停留時(shí)間和水力停留時(shí)間分開，并且可以保持反應(yīng)器中較高的污泥濃度，一般可以達(dá)到8～12g/L，這在一定程度上解決了傳統(tǒng)脫氮除磷工藝中硝化菌和聚磷菌對(duì)污泥停留時(shí)間的競(jìng)爭(zhēng)問題。即在MBR脫氮除磷工藝中可以在不影響聚磷效果的同時(shí)，盡量延長(zhǎng)污泥停留時(shí)間，給硝化菌帶來適宜的生長(zhǎng)條件，使得反應(yīng)器中硝化菌大量積累。并且此工藝采用好氧出水，可以很好的避免磷的二次釋放，保證出水磷穩(wěn)定在一個(gè)較低水平。

饒正凱[5]采用A/O-MBR脫氮除磷工藝對(duì)生活污水進(jìn)行小試試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，間歇回流的運(yùn)行方式下，系統(tǒng)的全程硝化率達(dá)到了99.4%，與連續(xù)回流的運(yùn)行模式相比，TP的去除率明顯提高，由57.98%上升到81.5%，出水由2.13 mg/L降到了0.98 mg/L；

李菲菲等人[6]使用A/O-MBR 工藝處理水量為1500 m3的污水，試驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)進(jìn)水 COD、總氮、氨氮平均濃度分別為481.3 mg/L、75.1 mg/L和65.8 mg/L時(shí)，出水 COD、總氮、氨氮平均濃度分別為 16.5 mg/L、13.4 mg/L和 0.7 mg/L，平均去除率分別為 96.4%、81.9% 和 99.0%。在進(jìn)行化學(xué)除磷的情況下，出水總磷的平均濃度為 0.8 mg/L，平均去除率 86.5%。出水水質(zhì)優(yōu)于《城市污水再生利用城市雜用水水質(zhì)》（GB/T18920-2002） 中的相應(yīng)水質(zhì)指標(biāo)要求。

孫井梅等人[7]設(shè)計(jì)了一整套A/O-MBR 脫氮除磷工藝來處理天津地區(qū)高鹽的市政污水，研究了這套工藝對(duì)氨氮、總氮和總磷的去除效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示工藝對(duì)氨氮、總氮和總磷的去除效率分別是95%、50%～70%和60%～80%。實(shí)驗(yàn)對(duì)總磷的去除效率已超過傳統(tǒng)的生物除磷。

3.2 A2/O-MBR工藝

A2/O-MBR工藝包括厭氧池、缺氧池、好氧池與膜池。厭氧、缺氧和好氧的組合有利于不同微生物菌群的生長(zhǎng)，能同時(shí)去除有機(jī)物、氮磷等污染物，工藝流程簡(jiǎn)單（圖2）。

張捍民等人[8]采用A2/O-MBR 工藝，對(duì)模擬生活廢水的脫氮除磷效果進(jìn)行了研究。試驗(yàn)結(jié)果顯示：當(dāng)N、P 負(fù)荷為0.14 kg/（m3d）和0.03 kg/（m3d）時(shí)，COD、N、P 去除率分別為90.5%、80.6%和67.7%；系統(tǒng)不必外投硝酸鹽即可實(shí)現(xiàn)反硝化除磷，具有很強(qiáng)的反硝化脫氮除磷能力。

北方某城市[9]污水處理廠采用A2/O-MBR 工藝，當(dāng)進(jìn)水氨氮為20～60 mg/L，TP為2～8 mg/L，出水氨氮小于2 mg/L，TP小于0.5 mg/L，平均去除率分別為95%和87%。

3.3 倒置A2/O-MBR 工藝

倒置A2/O-MBR 工藝將缺氧池前置，工藝流程為缺氧-厭氧-好氧-膜生物反應(yīng)器。該工藝充分利用水中碳源，首先進(jìn)行反硝化作用，保證了系統(tǒng)的脫氮效果。同時(shí)聚磷菌經(jīng)厭氧釋磷后，直接進(jìn)入好氧段，充分發(fā)揮了聚磷菌在厭氧狀態(tài)下形成的吸磷動(dòng)力，提高了系統(tǒng)的除磷效果（圖3）。

王盈盈等人[10]采用倒置A2/O-MBR 工藝，對(duì)北方某污水處理廠的合流制城鎮(zhèn)生活污水進(jìn)行脫氮除磷試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明，該工藝具有同步脫氮除磷的作用，由于其膜的高效截留作用，較常規(guī)工藝去除效果更佳。該工藝對(duì)COD、NH3-N、SS去除效果較好，出水質(zhì)量濃度可以達(dá)到低于50 mg/L、1 mg/L、10 mg/L。

3.4 A（2A）/O-MBR工藝

A（2A）/O-MBR工藝是兩段缺氧A2/O工藝與MBR工藝的組合。其中 MBR 反應(yīng)池是處理工藝的核心，設(shè)置有厭氧池、第一缺氧池、第二缺氧池、好氧池和膜池共 5 個(gè)處理單元[11]。兩段缺氧區(qū)使水中碳源得到充分利用，實(shí)現(xiàn)完全反硝化，大大提高了污水的生物脫氮效率，同時(shí)節(jié)省了外加碳源，節(jié)約運(yùn)行費(fèi)用（圖4）。

蔣嵐嵐等人[11]對(duì)太湖流域某城市污水處理廠采用的 A（2A）O-MBR 組合工藝的運(yùn)行情況進(jìn)行分析，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示，出水COD、NH3-N、TN 和 TP 去除率分別為 91.9%、98.1%、64.5%和 95.8%，出水水質(zhì)穩(wěn)定達(dá)到城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 18918-2002）中的一級(jí)A排放標(biāo)準(zhǔn)，并具有較強(qiáng)的耐沖擊負(fù)荷能力。

3.5 SBR-MBR工藝

SBR-MBR工藝是將序批式反應(yīng)器（SBR）與MBR相結(jié)合形成的SBMBR。與SBR相比，由于膜組件物理截留作用，給硝化細(xì)菌及亞硝化細(xì)菌創(chuàng)造了良好的繁殖條件，系統(tǒng)污泥的生物活性高，吸附和降解有機(jī)物的能力強(qiáng)，同時(shí)在反應(yīng)階段利用膜分離排水，可以減少傳統(tǒng)SBR的循環(huán)時(shí)間。與單一的MBR工藝相比，SBR式的工作方式創(chuàng)造了缺氧好氧的交替運(yùn)行狀態(tài)，為除磷菌的生長(zhǎng)創(chuàng)造了條件，同時(shí)也滿足了脫氮的需要，使得單一反應(yīng)器內(nèi)實(shí)現(xiàn)同時(shí)高效去除氮、磷及有機(jī)物成為可能[12]。

周律等人[13]采用序批式移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器（SBMBBR）處理模擬生活污水。試驗(yàn)結(jié)果表明：SBMBBR 在單位質(zhì)量污泥的化學(xué)需用量（COD）負(fù)荷為0.8 g/（g?d），進(jìn)水TN和TP的質(zhì)量濃度分別為50 mg/L和8 mg/L的條件下，對(duì)總氮（TN）、總磷（TP）的去除效率分別為91.4 %、90.0 %，均高于同等條件下的SBR 系統(tǒng)，顯示出良好的脫氮除磷效果。

3.6 UCT-MBR工藝

UCT脫氮除磷工藝是在A2O工藝的基礎(chǔ)上，通過改進(jìn)混合液的回流方式而得到的。UCT工藝將污泥回流位置由厭氧池變?yōu)槿毖醭?，從而降低了好氧區(qū)回流液對(duì)厭氧環(huán)境的沖擊，增強(qiáng)了聚磷菌的釋磷效果，同時(shí)增加了由缺氧池向厭氧池的回流液回流（圖5）。

李亞峰等人[14]采用UTC 工藝的復(fù)合式MBR（HMBR）系統(tǒng)進(jìn)行污水脫氮除磷試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果顯示，在C/N=5～8、r=200%、R=300%、SRT=28 d的條件下，系統(tǒng)脫氮除磷效果最佳，TN 平均去除率79.17%，膜出水平均濃度11.78 mg/L；TP 平均去除率86.68%，膜出水平均濃度0.71 mg/L。

Noah I Galil[15]等采用UCT-MBR 進(jìn)行中試試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示，污泥齡在16～29 d變化范圍內(nèi)，對(duì)出水水質(zhì)的影響很小。出水COD的去除率基本穩(wěn)定在95%左右，硝化率達(dá)100%，TN的去除率在89%～91%之間，出水TP也基本穩(wěn)定在0.4 mg/L。

H Monclús[16]等采用UCT-MBR進(jìn)行中試試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果顯示：在水力停留時(shí)間保持在15.06 h，底物COD∶N∶P為100∶11∶0.8 時(shí)，磷的去除率在80%以上。

3.7 MUCT-MBR工藝

MUCT工藝，即改良的UCT工藝，在UCT工藝的基礎(chǔ)上增設(shè)一個(gè)缺氧池，從而消除了回流硝酸鹽對(duì)厭氧釋磷過程的影響，提高了除磷效果。

張捍民等人[17]自行設(shè)計(jì)的雙反應(yīng)器MUCT-MBR簡(jiǎn)化了MUCT工藝，針對(duì)MUCT-MBR工藝脫氮除磷性能，尤其是反硝化除磷功能進(jìn)行研究。結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)水C∶N∶P比在28.5∶5.1∶1～28.5∶7.2∶1范圍內(nèi)時(shí)，整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中COD、TN和TP平均去除率分別達(dá)到90%、81.6%、75.2%；系統(tǒng)運(yùn)行至第58 d時(shí)，系統(tǒng)中反硝化除磷菌（DPAOs）所占比例達(dá)84.2%，反硝化除磷占系統(tǒng)總磷去除的67.07%。

4 MBR組合工藝脫氮除磷的發(fā)展趨勢(shì)

MBR工藝在污水需要回用和占地有限制的場(chǎng)合具有獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。尤其是隨著地下污水處理廠的發(fā)展建設(shè)，使得MBR工藝在一些特殊的情況下成為首選的工藝方案。但與傳統(tǒng)的生物脫氮除磷工藝相比，MBR組合工藝脫氮除磷的研究還不是很成熟，缺乏工程運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，很多研究成果還只停留在實(shí)驗(yàn)室階段。因此將來研究的重點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾方面。

（1）開發(fā)好氧和缺氧狀態(tài)交替運(yùn)行的MBR工藝，充分發(fā)揮生物脫氮除磷功能將是未來MBR工藝的發(fā)展方向。

（2） 充分利用水中難生物降解有機(jī)物，提高生物脫氮效率，開發(fā)新型的MBR組合工藝也是未來的研究重點(diǎn)。

隨著城市的發(fā)展，城市污水中工業(yè)廢水水量的比例不斷增加，使得水中易降解有機(jī)物含量降低，有機(jī)碳源不足而導(dǎo)致脫氮除磷效率低。如果將難生物降解有機(jī)物轉(zhuǎn)化為易生物降解碳源用于脫氮系統(tǒng)，則可大大提高污水的生物脫氮效率，同時(shí)還可節(jié)省部分運(yùn)行費(fèi)用。因此開發(fā)新型MBR 組合工藝，充分利用水中難生物降解有機(jī)物以提高脫氮除磷效率并降低運(yùn)行費(fèi)用具有重要的實(shí)用價(jià)值。

（3） 膜污染問題制約著MBR的大規(guī)模應(yīng)用，能否有效控制膜通量的衰減是保證MBR長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵。目前，最常用的緩解膜污染問題的方法是向膜池中投加絮凝劑以及增加膜池的曝氣量，但同時(shí)這也增加了處理成本。

研究發(fā)現(xiàn)，胞外聚合物（EPS）和溶解性微生物代謝產(chǎn)物（SMP）是造成不可逆膜污染的主要污染物。通過投加新型吸附材料，吸附EPS和SMP，延緩膜污染將是未來的研究方向。同時(shí)，改變膜表面特性，開發(fā)新型耐污染膜材料也是目前作為延緩膜污染的主流方式[18]。

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3.5溶解氧

溶解氧對(duì)生物除磷過程的影響分為厭氧區(qū)和好氧區(qū)。在厭氧區(qū)，富磷細(xì)菌具有良好的生長(zhǎng)條件、磷釋放能力和PHB合成能力，所以必須嚴(yán)格控制厭氧條件。一方面，DO充當(dāng)最終的電子受體，抑制了產(chǎn)氧細(xì)菌的酸產(chǎn)生，從而阻礙了磷的釋放。另一方面，DO消耗每克氧氣迅速分解的有機(jī)物。每克氧消耗2mg的COD，導(dǎo)致容易被微生物降解的COD不足，從而影響厭氧磷的釋放。在好氧區(qū)，需要足夠的DO來支持聚磷菌分解PHB，并且必須獲得足夠的能量來過量吸收磷，以增強(qiáng)除磷效果。通常，厭氧段的溶解氧應(yīng)控制在0.2mg/L以下，好氧段的溶解氧應(yīng)控制在2.0mg/L以下，否則，將促進(jìn)細(xì)胞的內(nèi)源性呼吸并禁用磷的釋放[6]。

3.6泥齡

生物除磷系統(tǒng)中的除磷是通過排放富含磷的殘留污泥來完成的，因此殘留污泥的量決定了系統(tǒng)的除磷效率。泥齡越短，活性污泥每單位質(zhì)量的磷含量越高，排出污泥的磷含量越高，除磷效率越高。因此，對(duì)于主要目的是除磷的污水處理來說，使用相對(duì)較短的泥齡通常是合適的，根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，最好將SRT控制在3.5-7d。

3.7污泥沉降性能

由于生物除磷系統(tǒng)中污泥的磷含量很高，當(dāng)固液分離不好時(shí)，溢出的污泥會(huì)對(duì)除磷效率產(chǎn)生重大影響。造成泥漿逸出的一個(gè)重要因素是二級(jí)沉淀池中泥漿的局部脫氮，并且二級(jí)沉淀池中積聚的污泥花費(fèi)的時(shí)間太長(zhǎng)，無法消耗DO。反硝化細(xì)菌使用NO3進(jìn)行反硝化并生成N2氣體和N2O氣體，它在水中的溶解度非常低，并以小氣泡的形式附著在污泥絮凝物上漂浮，并隨水溢出[7]。污泥沉降性能差會(huì)導(dǎo)致二級(jí)沉降池中的固液分離不良，許多數(shù)據(jù)表明，厭氧和好氧循環(huán)脫磷系統(tǒng)可以避免由絲狀微生物過度生長(zhǎng)引起的污泥膨脹，但在某些情況下，污泥長(zhǎng)仍保留在厭氧區(qū)，會(huì)誘導(dǎo)絲狀真菌的生長(zhǎng)。

篇10

關(guān)鍵詞：混凝法，污水廠，除磷 ， 投藥量，實(shí)驗(yàn)研究

Abstract: the article mainly aimed at the coagulation method and treatment of wastewater treatment plant of the experiment, the water phosphorus discussion and research, in experiments choose three common coagulants Al2 (SO4) 3, polymerization (PAC) and aluminium FeCl3 between urban sewage treatment plants in the water in phosphorus paper expounds the general situation, from improving sewage treatment technology level and improve the city life request.

Keywords: coagulation method, sewage treatment plant, phosphorus removal, drug dosage, experimental research

中圖分類號(hào)：[TU992.3] 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：

磷是國家對(duì)污水廠節(jié)能減排核查主要項(xiàng)目之一；關(guān)系污水廠是否達(dá)標(biāo)排放主要項(xiàng)目之一；影響水體回用的主要污染物質(zhì)之一。目前我國主要應(yīng)用過濾、活性炭吸附、生物除磷及化學(xué)除磷等深度除磷工藝。 混凝沉淀除磷技術(shù)多用于處理含磷濃度較高的污水。但目前國內(nèi)對(duì)含磷濃度較低的城市污水處理廠出水混凝實(shí)驗(yàn)研究還比較少。本文主要對(duì)混凝法處理污水廠出水中磷的實(shí)驗(yàn)部分進(jìn)行了分析。

1 實(shí)驗(yàn)方法與材料

1.1水質(zhì)來源

二沉池出水采用我廠一、二期二沉池出水，pH為7.26, 總磷濃度為0.94mg/L，SS為 8.0mg/L。

1.2 儀器和實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)采用的儀器有：HACHDR5000分光光度計(jì)，MODEL6010便攜式微電腦型pH計(jì)，SC656 實(shí)驗(yàn)攪拌器。

聚合氯化鋁為工業(yè)級(jí)(PAC純度以Al2O3計(jì)，為30%)，F(xiàn)eCl3、Al2(SO4)3、鉬酸銨、抗壞血酸、過硫酸鉀、酒石酸銻氧鉀均為分析純?cè)噭?。水中的總磷采用過硫酸鉀消解——鉬銻抗分光光度法進(jìn)行測(cè)定。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

取200mL二沉池出水于500mL 燒杯中，加入混凝劑，先以300r/min快速攪拌30s，再以 200r/min中速攪拌3min，最后以100r/min慢速攪拌5min，靜置0.5h后取上清液，測(cè)定其總磷濃度。

實(shí)驗(yàn)過程中分別測(cè)定三種不同藥劑Al2(SO4)3、PAC和FeCl3在不同投加量和pH值條件下的混凝除磷效果，實(shí)驗(yàn)在室溫為 22～24℃下進(jìn)行。處理出水以達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) (GB3838-2002)Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，即總磷濃度≤0.2mg/L為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)。

2 結(jié)果與討論

2.1 最佳投藥量實(shí)驗(yàn)結(jié)果

本實(shí)驗(yàn)選用三種混凝劑Al2(SO4)3、PAC和FeCl3，測(cè)得原水pH值為7.26，總磷濃度為 0.94mg/L，投藥量為 10、20、30、40、50、60、70mg/L時(shí)，混凝沉淀后上清液總磷濃度見表1。

表1 不同投藥量下三種混凝劑除磷效果比較 (mg/L)

通過以上分析，三種混凝劑除磷效果如下：

（1）Al2(SO4)3投藥量從10mg/L增加到50mg/L時(shí)，總磷濃度由0.72mg/L降低到0.12mg/L，去除率由23.24%升高到87.30%。這主要是由于帶有與磷酸根離子電性相反電荷的化學(xué)物質(zhì)吸附在磷酸根離子表面，造成其表面電荷減少，從而通過吸附電中和作用和壓縮雙電層作用使磷酸根離子脫穩(wěn)，粒子之間相互凝聚沉淀得以去除。當(dāng)投藥量繼續(xù)增加到 60mg/L時(shí)，去除率降低到62.77%，這是由于隨著投藥量進(jìn)一步增加，磷酸根離子表面覆蓋的粒子過多從而引起電荷改變符號(hào)，使磷酸根離子再度趨于穩(wěn)態(tài)，即再穩(wěn)現(xiàn)象，從而使去除率降低。當(dāng)投藥量繼續(xù)增加到70mg/L時(shí)，出水中總磷濃度為0.13mg/L，去除率升高為86.17%，這主要是由于投藥量劑量過高，使水中的Ca2+、Mg2+、Al3+、OH-等離子形成CaCO3、Mg(OH)2、Al(OH)3等沉淀，沉淀在下降過程中將磷酸根離子以網(wǎng)捕或卷掃的形式去除。

（2）PAC投藥量從10mg/L增加到30mg/L時(shí)，總磷濃度由0.57mg/L降低到0.03mg/L，去除率由39.26%升高到 96.81%，同樣是由于吸附電中和作用和壓縮雙電層作用使磷酸根離子脫穩(wěn)去除。在投藥量繼續(xù)增加至50mg/L時(shí)去除率有所降低為86.16%，此時(shí)總磷濃度為0.13mg/L，此時(shí)發(fā)生再穩(wěn)現(xiàn)象使去除率惡化。隨著投藥量進(jìn)一步，去除率再度升高，當(dāng)投藥量為70mg/L時(shí)，總磷濃度為0.05mg/L，去除率為 94.14%，這是由于投藥量的增大出現(xiàn)網(wǎng)捕或卷掃作用使去除率再次升高。

（3）FeCl3投藥量從10mg/L增加到70mg/L的過程中，混凝沉淀后出水總磷濃度逐漸降低，由0.44mg/L降低到0.04mg/L，去除率由53.35%升高到95.35%。這種混凝劑在投加過程中未出現(xiàn)再穩(wěn)現(xiàn)象，其原因可能是這種混凝劑在劑量增大的過程中再穩(wěn)界限不明顯，加之投藥劑量的跨度較大，從而造成再穩(wěn)現(xiàn)象未在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中顯示出來。

以處理后出水中總磷濃度達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)(總磷濃度≤0.2mg/L)為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，各混凝劑的最佳投藥量為分別為Al2(SO4)3為40mg/L、PAC為30mg/L和FeCl3為50mg/L，在此最佳投藥量條件下，出水中總磷濃度分別為0.2mg/L、 0.03mg/L和0.17mg/L，相應(yīng)的去除率分別為78.72%、 96.81%和81.73%。

2.2 最佳pH值條件下除磷結(jié)果

在三種混凝劑最佳投藥量條件下確定其最佳pH值，原水中總磷濃度為0.94mg/L，pH 為 7.29，各混凝劑的最佳投藥量為分別是: Al2(SO4)3為40mg/L、PAC為30mg/L和FeCl3為 50mg/L，在此條件下，混凝沉淀出水上清液中總磷濃度實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2不同pH 值條件下混凝實(shí)驗(yàn)結(jié)果(mg/L)

（1）Al2(SO4)3取最佳投藥量為40mg/L 時(shí)，隨著pH值由2.31～2.71升高到6.92～7.05，去除率不斷增大，到6.92～7.05范圍時(shí)出現(xiàn)極大值，總磷濃度為0.18mg/L，去除率為80.85%，隨著pH值的進(jìn)一步增大，去除率降低，pH為10.02～10.07范圍時(shí)，總磷濃度為0.36mg/L，去除率為61.70%。

（2）PAC 取最佳投藥量為30mg/L時(shí)，隨著pH值由2.31～2.71升高到6.92～7.05，去除率不斷增大，在 6.92～7.05范圍內(nèi)出現(xiàn)極大值,總磷濃度為0.03mg/L，去除率為 96.81%，隨著pH值的進(jìn)一步增大，去除率逐漸降低，當(dāng)pH為10.02～10.07時(shí)，總磷濃度為0.12mg/L， 去除率為86.73%。

（3）FeCl3取最佳投藥量為 50mg/L時(shí)，隨著 pH 值由2.31～2.71升高到7.99～8.08，去除率不斷增大，到7.99～8.08 范圍時(shí)出現(xiàn)極大值，總磷濃度為0.09mg/L，去除率為 90.02%，隨著pH 值的進(jìn)一步增大，去除率降低，pH值為 10.02～10.07 范圍時(shí)，總磷濃度降低為0.20mg/L，去除率為 78.72%。

由以上結(jié)果得出，以總磷濃度≤0.2mg/L為實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)：Al2(SO4)3最佳pH值范圍為6.92～ 8.08，PAC的適宜的pH 值范圍為5.92～10.07和FeCl3最佳 pH 值范圍為6.92～10.07。

可以看出，三種混凝劑所適宜的pH值范圍由大到小為：PAC>FeCl3>Al2(SO4)3。

3 結(jié)束語

綜上所述，采用三種混凝劑Al2(SO4)3、PAC和FeCl3對(duì)城市污水處理廠二沉池出水進(jìn)行混凝除磷實(shí)驗(yàn)研究，處理后出水中總磷濃度達(dá)到地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)(GB3838-2002)Ⅲ類水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)為類似的實(shí)驗(yàn)提供有利的參考價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]萬亞珍.混凝劑輔助化學(xué)沉淀法處理高含磷廢水的研究[J].磷肥與復(fù)肥，2003