城市污水生物除磷脱氮工艺中的矛盾关系及对策

城市与环境　Ｃｈｉｎａ　ＳＣｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｒｅｖｉｅｗ　哪Ｉ　城市污水生物除磷脱氮工艺中的矛盾关系及对策　王茜　（哈尔滨辰能工大环保科技股份有限公司）　［摘要］近些年来，我国城市污水处理技术在经过不断改进与完善之后，逐渐趋于成熟，并在实际应用过程中，达到了较为理想的效果。并且，人们也逐渐开　始意识到有机污染对生态环境造成的影响和破坏，纷纷将去除有机污染物做出主要的污水处理目标。因此，笔者也通过结合自身多年实践工作经验，具体对城市污　水生物除磷脱氮工艺中的矛盾关系进行了深入的研究讨论，并提出相关有针对性的改善对策。　［关键词］城市污水上有机物除磷脱碳工艺矛盾关系对策　中图分类号：ＴＵ５４２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９—９１４Ｘ（２０１５）ｌ６一Ｏ３ｌ１一Ｏ１　实际上，如果在污水处理之后，没有存在较多的降解有机物，只要采用常规　明显。　的污水处理技术即可。而除磷脱氮工艺流程一般较为复杂，再加之每一个过程　的目的各不相同，对于环境条件、微生物组成等方面有着较太的差异，难免产生　些矛盾关系问题，而如何才能有效化解这些矛盾，已经成为了我国当前污水　处理技术研究中的一大重点议题。　１泥龄问曩　硝化菌作为硝化过程中的主体部分，一般是属于自养型的氧菌，其自身具　备了良好的专性，同时还具备了世代时间长、繁殖速度慢的特点。尤其是在冬季　里，硝化菌的繁殖世代时间需要一个月之久，尽管在夏季，气候温度适宜的情况　下，其泥龄在硝化过程中起到的作用并不明显。其中，聚磷菌是一种短世代的微　生物，而相关学者在对泥龄对生物除磷工艺进行了深入研究之后，具体指出了　泥龄与除磷率之前的关系，详细研究成果如表１所示。　表１泥龄与除磷率之间的关系图　泥　，ｄ　３０　｝　ｌ　７　５　３　ｌ　４　６　啸ｚ　豫书／　４０　｛　５０　８７　５｛　从表１中我们可以看出，聚磷微生物在除磷脱氮过程中，所需的泥龄较短，　在３　蓖围中，该系统仍旧能够保持相对良好的处理除磷效率。并且，生物除磷　最有效的方法就是要将剩余的污泥进行彻底排除，同时为了达到良好的除磷效　果，要对污泥排放置进行严格的控制，此时系统泥龄也会随之下降。这就说明硝　化菌与聚磷菌在泥龄上存在着明显的矛盾关系　若是泥龄过高，将无法有效清　除麟，但如果泥龄较低，硝化菌处于不适宜的生存环境中，就很难有效成活，甚　至还会对后期污泥处理工作带来许多的不便。因此基于这种矛盾问题，相关人　员在对污水处理工艺系统进行设计时，应当采取相应的预防措施，尽可能将系　统泥龄控制在合理范围内，使其充分满足于脱氮除磷需求。　为了更好的发挥除磷和脱氮这两类微生物的优势特点，可以具体通过以下　两方面来体现：　第一类方法是在系统中间设立沉淀池，设置两种污泥回流系统，这样做的　主要目的是为了让不同泥龄的微生物分成两个级别，前者泥龄较多，主要用来　去鳞，而后者泥龄较长，因此用于脱氮。可以说，这种系统在实际应用过程中，能　够将两种不同泥龄的微生物有效分离。但由于该类生产工艺受到一定条件的限　制，在两套污泥回流系统和中间沉淀池内循环系统同时运作时。产生的工艺流　程较为复杂。并且，这种新型的污水处理工艺在对传统工艺进行改进之后，实现　了硝化与吸磷过程的单独进行，可这两者自身的反应时间较长。此外，一旦第二　级出现碳源不足的现象爱，就会对脱氮效率造成较大的影响。而无论是硝化，还　是吸磷，都需要在良好的氧条件下进行，需要的曝气量较多。　第二类方法是在Ａ？／Ｏ工艺好氧区的适当位置投放填料。由于硝化菌可栖　息于填料表面不参与污泥回流，故能解决脱氮除磷工艺的泥龄矛盾。这种作法　的优点是既达到了分离不同泥龄微生物的目的，又维持了常规Ａ？／Ｏ工艺的简　捷特点。但是该工艺也必须解决好以下几个问题：①投放填料后必须给悬浮性　活性污泥以优先的和充分的增殖机会，防止生物膜越来越多而ＭＩＳｓ越来越少　的情况发生；＠要保证足够的搅拌强度，防止因填料截留作用致使污泥在填料　表面问大量结团，⑦填料投放量必须适中，投放量太少难以发挥作用，太多则难　免出现对污泥的截留。此外，填料的类型和布置方式都应作慎重考虑。　２．碳源问曩　可以说，碳源是微生物生长过程中主要的营养元素之一，在大部分的脱氮　除磷系统中，碳源的消耗一般体现在异养菌代谢、释磷等几个方面。其中，由于　反硝化过程的反应速率较慢，致使进入水中的碳源易产生降解，特别是一些挥　发性较强的有机脂肪酸，更是对脱氮除磷效果有着关键的影响。简单来说，在城　市污水中并没有含有大量的易降解物质，即使存在，其数量也非常少。因此，城　市污水生物脱氮除磷系统中，与碳源不足之间引发的竞争｝生矛盾问题也越来越　解决这一问题一般需要从两个方面来考虑。一是从工艺外部采取措施，增　加进水中易降解ＣＯＤ的数量，例如取消初沉池，污泥消化液回流，将初沉池改为　酸化池等都有一定作用，还可考虑外加碳源的方法。二是从工艺内部考虑，权衡　利弊，更合理地为反硝化和释磷分配碳源，常规脱氮除磷工艺总是优先照顾释　磷的需要，把厌氧区放在工艺的前部，缺氧区置后　这种作法当然是以牺牲系统　的反硝化速率为前提。但是，释磷本身并不是脱氮除磷工艺的最终目的。就工艺　的最终目的而言，把厌氧区前置是否真正有利，利弊如何，是值得进一步研究　的。根据对厌氧有效释磷可能并不是好氧过度吸磷充分必要条件的新认识，倒　置Ａ　／ｏ工艺将缺氧区故在工艺最前端，厌氧区置后　经过这种改变，脱氮菌可　以优先获得碳源，反硝化速率得到大幅度提高。同时，原来困扰脱氮除磷工艺的　硝酸盐问题不存在了，所有污泥都将经历完整的释磷和吸磷过程，除磷能力不　仅未受影响，反而有所增强。这种新的碳源分配方式对于脱氮除磷工艺的实践　和机理研究都有重要意义。　３．系统的硝化和反硝化窑量问曩　硝化和反硝化是生物除磷脱氮系统密不可分的两个过程。硝化不充分，出　水氨氮必然升高，反硝化能力也发挥不出来；反硝化不充分出水硝酸盐就会上　升。怎样配置恰当的硝化和反硝化容量，充分发挥它们的潜力，是脱氮除磷工艺　设计和运行的一个重要问题。　系统的硝化和反硝化能力首先是决定于各自相应区域的水力停留时问（或　有效容积）。对于城市污水来说，一般夏季的反硝化和硝化分别需要１－２ｈ￣３—　４ｈ，考虑冬季低温的影响通常确定反硝化时问为２—３ｈ，肖化时问为５—６ｈ。　通过改变运行参数也可以对系统的硝化和反硝化能力进行调整。延长泥　龄，加强曝气和搅拌，有利于提高好氧区的硝化能力Ｉ适当缩短泥龄，降低溶解　氧水平，则有利于提高系统的反硝化能力。　对于前置反硝化来说，内循环比是十分重要的运行参数，对硝化、反硝化以　及释磷、吸磷都有重要影响。表面上，内循环是把硝化液从硝化区回流至反硝化　区　在一定范围内，内循环比越大，出水硝酸盐越少。但是，内循环给系统带来的　个不可忽视的问题是，硝化液中的溶解氧对缺氧环境具有破坏作用。当存在　溶解氧时，脱氮菌总是优先利用游离氧作为电了受体氧化有机物，反硝化过程　因而被阻碍　此外，对于常规Ａ２／Ｏ工艺，若内循环比过大，则参与释磷吸磷过程　的污泥比侧将会严重减少，影响除磷效率。因此，对于一定的工艺系统，内循环　比应有一个恰当的范围。　４．结束语　为了防治日益严重的氮磷污染及水体富营养化问题，我国现行污水排放标　准对二级城市污水处理厂出水的氮磷指标提出了较严格的要求。这就意味着，　绝大多数的城市污水处理厂都要考虑除磷脱氮的问题。迄今为止，人们关于除　磷脱氮工艺中存在的矛盾关系的认识还不够深入。所以说生物脱氮除磷技术还　存在许多尚待研究的领域，进一步挖掘生物除磷脱氮的潜力是必要的，也是可　能的。　参考文献　［１］张波，苏玉民．倒置Ａ～２／０工艺的氮磷脱除功能［Ｊ］．环境工程．１９９９　（０２）．　［２】刘延华，冯生华．对活性污泥过剩摄磷发生条件的新认识忉．给水排水．　１９９７（１０）．　【３】张波，高廷耀．生物脱氮除磷工艺厌氧／缺氧环境倒置效应［Ｊ］．中国给　水排水．１９９７（０３）．　科技博览ｆ　３１１