1、引言
現(xiàn)實中，水體中氮磷元素多源于日常生活污染、農(nóng)業(yè)、工業(yè)生產(chǎn)污染層面。大量氮磷元素進(jìn)入水體，導(dǎo)致水體自凈能力難以有效完成，從而破壞了城市水域的生態(tài)環(huán)境。因此，污水排入城市水域前，必須嚴(yán)格清除污水中所含的氮磷元素，以促使城市水環(huán)境保持同時，回收氮磷元素，最終達(dá)到循環(huán)利用的目的。
2、生物脫氮除磷的原理
從生物脫氮原理來講，主要可分為氨化作用、硝化作用、反硝化作用三個層次。首先，是將污水中的蛋白氮、有機(jī)氮在好氧條件下，經(jīng)氨化菌轉(zhuǎn)化為氨氮，此即氨化作用；其次，在硝酸菌作用下持續(xù)轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，此即硝化作用；最后，在缺氧條件下，經(jīng)反硝化細(xì)菌作用之下，促使硝酸鹽氮還原為氮氣自污水中溢出，此即缺氧反硝化作用；經(jīng)過上述三個層次配合，一個完整的脫氮循環(huán)過程即告形成。
而從生物除磷層面來講，主要是利用污水之中的聚磷菌類微生物，在厭氧條件下，相繼釋放出體內(nèi)的磷酸鹽，產(chǎn)生能量吸收快速降解的有機(jī)物，轉(zhuǎn)化為聚β羥丁酸儲存起來；而當(dāng)此類聚磷菌進(jìn)入好氧條件時，便可自動降解體內(nèi)存儲的聚β羥丁酸產(chǎn)生能量，用作細(xì)胞合成及磷元素吸收，形成高磷污泥排出系統(tǒng)外，達(dá)到污水除磷的效果。
3、現(xiàn)行污水脫氮除磷的工藝研究
3.1、AB工藝分析
AB污水處理工藝，也即生物吸附--生物降解兩段活性污泥法，AB工藝對污水中氨氮元素的去除率相應(yīng)高于傳統(tǒng)活性污泥法，但此工藝對氮磷深度清理的能力較差，所以需給予改進(jìn)，以便達(dá)到水質(zhì)凈化的標(biāo)準(zhǔn)要求。主要改進(jìn)措施可采取增加污泥回流裝置，強(qiáng)化C源利用率，以充分清理污水中的氮磷。筆者實踐發(fā)現(xiàn)經(jīng)改進(jìn)后的AB工藝，在當(dāng)前多數(shù)污水處理廠均較為適用。
3.2、A/O工藝分析
A/O工藝也即厭氧/好氧工藝，具體是依托聚磷菌在厭氧、好氧循環(huán)下達(dá)到磷元素去除的目的，是最基礎(chǔ)的生物脫氮除磷工藝，工藝操作所需設(shè)備簡單，操作要求也相應(yīng)較低。但是不可置否傳統(tǒng)A/O工藝處理后的出水水質(zhì)相對較差，對于高濃度污水氮磷元素的去除效果。筆者結(jié)合近期研究發(fā)現(xiàn)，通過分段進(jìn)水A/O工藝能夠?qū)ι鲜鋈秉c作出解決，相繼清除高濃度水中的氮磷元素，但具體應(yīng)用中可能出現(xiàn)絲狀菌污泥膨脹情況，有待進(jìn)一步改善消除此類局限性問題。
3.3、A2/O工藝分析
A2/O工藝的脫氮除磷能力及有機(jī)物去除能力相應(yīng)較高，對濃業(yè)度較高的生活污水及工業(yè)廢水處理效果尤為明顯，即便嚴(yán)寒季節(jié)節(jié)仍可保持穩(wěn)定工作。但是此工藝實施有著較高的C源要求，普遍能存在脫氮及除磷兩者間的碳源矛盾。當(dāng)前在A2/O工藝基礎(chǔ)上改進(jìn)而來的倒置A2/O工藝，通過以兩點進(jìn)水，降低初沉池停留時間，增加進(jìn)水碳源有機(jī)物，也對C源不足問題予以了初步解決，但仍有待持續(xù)優(yōu)化。從適用范圍來講，此工藝流程有著操作簡潔、投資能耗較少、運行穩(wěn)定等顯著優(yōu)點，較為適用于老污水廠改造范疇。
3.4、氧化溝工藝
氧化溝工藝的應(yīng)用年限較久，具體是通過污水硝化、反硝化反應(yīng)達(dá)到高效脫氮除磷的目的。近些年，國內(nèi)開始廣泛應(yīng)用奧貝爾氧化溝工藝，具體是采取外溝道中同時實施硝化反硝化反應(yīng)，有效減少反應(yīng)設(shè)備數(shù)量、尺寸、氧氣供給量，同時能夠大幅降低碳源的投加，從而節(jié)省較多的工藝操作費用，在節(jié)能降耗背景下完成污水脫氮除磷工作。
3.5、SBR工藝與SBR改進(jìn)工藝
SBR工藝也即是序批式活性污泥法，此工藝方法操作流程相對簡單，且脫氮除磷的效果也相對明顯，較適用在常規(guī)濃度的污水處理范疇，工藝控制便捷，目前在國內(nèi)中小型污水處理廠得到了極為廣泛的應(yīng)用。但該項工藝也非完美，尚存在著總?cè)莘e利用率低、脫氮除磷效果欠缺持續(xù)穩(wěn)定等缺點不足，此類缺點極大限制了SBR工藝發(fā)展。目前，基于活性污泥轉(zhuǎn)移改進(jìn)后的SBR工藝，相應(yīng)彌補(bǔ)了上述缺點不足，強(qiáng)化了氮磷清除效率，但仍面臨設(shè)備改進(jìn)工藝較為復(fù)雜的情況，難以作出大范圍的應(yīng)用推廣。
除卻上述方法之外，目前國內(nèi)城市污水處理廠應(yīng)用的脫氮除磷工藝還有CAST工藝、OCO工藝、百樂卡工藝等，但均因各類條件、技術(shù)限制，尚未得到大范圍的應(yīng)用推廣，有待在后續(xù)發(fā)展中作出持續(xù)優(yōu)化完善，因而本文中即不作逐一贅述。
作者：魯青璐
