关于生物除磷效果与溶解氧量的关系探讨

关于生物除磷效果与溶解氧量的关系探讨

申敏

东莞市大岭山永溢水务有限公司

摘要：近年来，随着我国经济的不断地发展，污水排放量也在迅猛增长。污水中氮、磷含量的超标是造成水体富营养化的重要原因。由于目前传统的污水处理工艺能较有效地处理污水中的有机物，对氮、磷等营养物的处理效果不是太明显。由于大量的氮、磷被排出，从而造成水体富营养化。因此，为了解决这一严峻的问题，世界各国都展开了对脱氮除磷机理以及技术的研究。随着研究成果的不断更新，使生物脱氮除磷机理以及技术得到不断地提高，并且在污水处理中得到广泛的运用。

关键词：污水；生物脱氮技术；生物除磷

一、污水处理的脱氮除磷原理

1.1污水生物脱氮原理

氮以不同的形态和物质存在于污水之中，并且在一定条件下相互转化。传统的生物脱氮技术主要是：设立厌氧区或者创造和厌氧区相似的厌氧环境，在这一条件下发生反硝化反应，从而成功脱氮。

近年来，技术人员在不断地技术探索和改进研究下，打破了传统的脱氮技术原理，观察出了新现象。即异氧菌参与硝化过程；硝化反硝化过程与好氧条件同时；厌氧器重氮气减少。这样的现象用生物学知识来解释就是这一现象打破了传统理论上的认识，证明了异氧硝化菌同好氧硝化菌在完全厌氧下进行硝化作用是存在的。这一现象的发现为研究人员的工作进展的加快和生物脱氮技术的推广和完善指明了道路。

1.2污水生物除磷原理

污水的除磷原理是利用聚磷菌的性质达到除磷目的的，聚磷菌在厌氧和好氧条件下分别释放和摄取磷，通过排除污泥最终达到污水的除磷。通过长时间的研究，可以发现好氧和厌氧环境下，磷的摄取量是有区别的，好氧环境下摄取量大，富磷污泥排放量大。研究中还可以发现，污水除磷处理的前提条件是聚磷菌厌氧排除磷。

二、影响生物脱氮除磷技术的因素

生物处理工艺都面临微生物群体的动平衡问题，污水的生物脱氮除磷工艺在微生物生活条件的运动和平衡中得到污泥处理的效果。不同的菌群由于环境的不同，处理效果也不尽相同。因而，不能单独的考虑某一菌群，要考虑所有菌群的处理条件，发挥所有菌群的处理功效，生物除磷脱氮技术的研究才能更上一个台阶。

2.1溶解氧的控制

在污水中的聚磷菌，生活在好氧环境运动能力差，生长缓慢，竞争力较差。在厌氧环境下，好氧菌的生长活力降低，污水的易降解有机物浓度相应提高。因而选择厌氧反应器，选择了聚磷菌群；另外反硝化菌是作为异养型兼性菌，溶解氧的量对硝化反应会产生很大影响，会抑制反硝化酶的合成和活性。硝化菌作为自养型好氧菌，溶解氧量低，会影响硝化反应，从而影响脱氮效果。经实验证明：要取得较好的脱氮除磷效果，溶解氧浓度要控制在1.8-2.3ml/L。

2.2碳源因素

在污水处理中，生物脱磷除氮技术实施过程中，释磷和反硝化会因为碳源的不足引发矛盾和强烈反应，如果没有足够的碳源资源作为补充，就无法达到充分脱氮，除磷进程也会受到影响。研究证实，控制碳源因素十分必要。

2.3泥龄因素控制

在研究中应经发现了，聚磷菌和脱氮菌都是短泥龄生物，并且泥龄越短，反硝化速度会越快，除磷效果更佳。硝化菌生长速度慢，循环期长，泥龄长则脱氮速度快。因此，在生物除磷脱氮处理系统中，硝化菌、聚磷菌、脱氮菌有着泥龄矛盾.这一矛盾也是除磷脱氮技术得以为继的推动力。

2.4硝酸盐因素

厌氧段中，反硝化速度会高于释磷速度。此时，释磷会受到抑制，影响后续好氧段的摄磷过程。硝酸盐因素控制到了摄磷和释磷的速率。

2.5污泥糖类物质因素控制

除磷工艺中，活性污泥含的糖类物质的代谢是聚磷菌维系生命活力的重要过程。研究实践中发现：污泥糖类物质含量低的情况下，除磷能力较强。

三、除磷技术

（1）厌氧-好氧除磷工艺

本工艺同厌氧-好氧脱氮工艺类似，由一个前置的厌氧池和一个宫BOD去除和吸收磷的好氧曝气池组成。曝气池后设置沉淀池，将沉淀池中的含磷污泥回流至厌氧池内与原污水混合进行厌氧释磷。如此循环，后将沉淀池内的高含磷污泥排出作为肥料。

此种工艺流程简单，不需投药，建设投资费用较低，运行费用也不高。混合液的污泥沉降性能好，不发生污泥膨胀。但也存在一些问题，例如除磷效果难以进一步提高，当污泥在沉淀池内停留的时间较长时会产生污泥厌氧释磷的现象，造成处理效果变差，因此要注意污泥及时排出。

3.2污水处理的生物除磷技术

污水除磷技术很早就开始了，后来经过不断地探索，这一技术在理论和实践上都有了重大突破。目前生物除磷技术有A2/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺、Phostrip工艺、改良的UCT工艺等，这些工艺中也有一部分是生物脱氮工艺的方法。

A2/O工艺，在不同的区域发生相应的聚磷和释磷反应，从而使污水除磷。A/O工艺的使用优点是操作简单，规模小，聚磷菌吸磷释磷效果好。氧化沟工艺，这一工艺具有完全混合和推流型反应器的作用，对曝气区设备调节形成空间上的缺氧、好氧和厌氧区，提高了除磷的速度和功效。SBR工艺，对曝气区设备调节形成时间上的缺氧、好氧和厌氧环境，为聚磷菌的释磷和聚磷提供了方便，利于达到除磷目的。Phostrip工艺使生物除磷技术和化学除磷技术进行了组合优化，除磷效果倍增。改良的UCT工艺是对硝酸盐进入厌氧区，不利于除磷效果这一事实进行改进，使污泥回流达到除磷效果。

3.3同时实现脱氮除磷技术

通过上文对脱氮和除磷技术的介绍，可以得到能同时实现脱氮和除磷效果的工艺技术，它们有A2/O工艺、氧化沟工艺、SBR工艺和改良的Phostrip工艺等。污水处理实现同时的脱氮除磷可以应用到污水处理中，效果将会超出预料。

四、同步脱氮除磷工艺

（1）Bardenpho工艺

本工艺由第一厌氧反应器、第一好氧反应器、第二厌氧反应器、第二好氧反应器及沉淀池构成。污水进入第一厌氧反应器，与第一好氧反应器1回流的经过硝化反应的污水以及经过好氧吸磷后静置的回流污泥混合，在此区域内发生反硝化反应以及厌氧释磷，经第一厌氧反应器处理过的混合液进入第一好氧反应池，在这个池内主要进行BOD的去除和硝化作用以及少部分的好氧吸收磷。不过，后两者的作用并不十分明显。然后进入第二厌氧反应器内进行发起反硝化和厌氧释磷，主要以反硝化为主，去除氮元素。然后进入第二好氧反应器，主要作用是吸收磷，其次为硝化作用，并且有一定的去除BOD的作用。

本种工艺设置的反应数目较多，运行比较繁琐，成本较高，但处理效果好，脱氮率达百分之九十以上，除磷率可达百分之九十七。

（2）A-A-O工艺

本工艺亦称工艺，从本质上来讲，把它叫做厌氧-缺氧-好氧工艺更为贴切。反应的系统依次设置厌氧反应器，缺氧反应器，好氧反应器，沉淀池。从沉淀池中回流的含磷污泥与原污水混合，在厌氧反应器内进行释磷作用，然后进入缺氧反应器，在此主要进行的是脱氮作用，其中硝态氮由好氧反应器内回流进入，经过处理后的混合液进入好氧反应器，在其中进行BOD的去除，硝化反应以及磷的好氧吸收，然后回流至缺氧反应器。沉淀池的作用是进行泥水分离，经沉淀分离出的泥回流至厌氧反应器。

此工艺可称为最简单的同步脱氮除磷工艺并且不会发生污泥膨胀的现象，运行费用低。但脱氮除磷效果难以继续提高，适用于氮磷含量不高的废水处理。

（3）UCT工艺

UCT工艺与A-A-O工艺相似，有两处不同，一是污泥回流到缺氧区而不是厌氧区，使得进入厌氧区的硝酸盐含量减少，改善了厌氧区磷的吸收；二是内循环是从缺氧区回流至厌氧区，为增加厌氧区对有机物的利用提供了保证经过这样的设计，进一步提高了脱氮除磷效果，并且缩短了水力停留时间。

（4）生物转盘脱氮除磷工艺

经预处理的污水，在经两级生物转盘处理后，BOD已得到一定讲解，随着转盘的转动交替出现缺氧厌氧好氧环境对氮磷进行去除，构造简单，但总体效果不太好处理量小。

（5）污水的化学除磷法

污水经过二级处理后，总磷仍不达标或有一些其他要求下可采用化学除磷法，向含磷污水中投加铝盐、铁盐或者石灰使之与磷发生反应生成沉淀是磷去除，是典型的化学沉淀法，应满足一定的环境条件。

结束语：

对城市污水进行生物脱氮除磷的初衷是将污水中的氮磷物质去除，控制水体的富营养化，保护人们的身体健康。我国在污水处理技术上还应从实际出发，对除磷、脱氮和除磷脱氮工艺的使用选择明确化。注重技术的深入研究和开发，我国的污水处理问题一定会得到改善和解决。

参考文献

[1]王春英，隋军等．反硝化聚磷机理试验2017

[2]张波，高廷耀．生物脱氮除磷工艺厌氧、缺氧环境倒置效应2016