反硝化除磷将反硝化和除磷两个过程合二为一,一碳两用,达到了同步脱氮除磷的目的。本文在简要介绍废水生物脱氮除磷现状的基础上,分析了现有工艺难以达到N、P同时高效去除的原因,探讨了反硝化除磷工艺的发现以及证实过程,综合分析了几种反硝化除磷工艺的原理、特点以及研究进展。

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反硝化晾磷工艺原理及研夯进展郑州大学水利与环境学院张肖静高健磊郑州市污水净化有限公司刘杨 [摘要]反硝化除磷将反硝化和除磷两个过程合二为一，一碳两用，达到了同步脱氮除磷的目的。本文在简要介绍废水生物脱氮除磷现状的基础上，分析了现有工艺难以达到 N、 P同时高效去除的原因，探讨了反硝化除磷工艺的发现以及证实过程，综合分析了几种反硝化除磷工艺的原理、点以及研究进展。特 [关键词]反硝化除磷1前言 .

原理

研究进展

11氮除磷现状 .脱

近年来，随着各种工业的快速发展， CN CP比废水日增多。低/、/益 而传统脱氮除磷工艺如 A AO、B// S R、氧化沟等均要求 CN大于 6 CP/、/大于 2才能发挥出应有的功效Ⅲ 0,。另外，这些工艺多不能满足氮磷的同时高效去除，因为在这些工艺中存在着难以协调的竞争和矛盾[1 2。￣ 31I1生物独立 ..微

氧聚磷菌相同，即在分解细胞内聚磷酸盐的同时产生 A P并利用 A P T, T将低分子有机物摄入细胞。缺氧吸磷的不同之处在于产生能量的电子传递链的最终电子受体不同：好氧：AD+ .0- S T+ 0 N H2O5 2+ A P H2 -缺氧： D+ .H 3- NT+ .+ .H0 NA H2O4 N0- 8A P 02 1 2 - -￣ N2 2

这些工艺中存在着各种各样的微生物，它们的基质类型、对环境条件要求不同，由此产生了矛盾和竞争。 11 ..泥龄的矛盾 2污传统工艺中，除磷通过排出剩余污泥来实现，泥龄越长，污泥含磷量越低，而硝化菌的世代周期则较长。硝化过程需要的长泥龄和除磷需要的短泥龄之间存在矛盾。 11 .3碳源的竞争 .脱氮除磷系统中，碳源主要用于反硝化、释磷和异养菌的正常代谢。在缺氧段，反硝化菌先于聚磷菌利用有机碳源，导致聚磷菌没有充足的碳源，从而降低了释磷程度。而在硝化段，过多的碳源会使异养菌迅速生长，消耗溶解氧，进而降低硝化速率。 11 .. 4硝酸盐的矛盾聚磷菌需要在严格的厌氧条件下才可以发挥作用释磷，传统工艺中，污泥回流会将部分硝酸盐带人厌氧区，从而导致了非严格厌氧，影响聚磷菌的释磷效率。 11 ..解氧的矛盾 5溶传统工艺将

厌氧、缺氧、好氧各过程同处一个系统，活性污泥絮体对气泡的吸附作用不可避免的将 D O带入缺氧段和厌氧段，影响了聚磷菌的释磷能力和反硝化菌的脱氮能力。 这些矛盾广泛存在于现有的脱氮除磷工艺中，严重影响了处理效率。因此，如何对传统工艺进行改进，消除这些竞争和矛盾，并保证低碳源下脱氮除磷的效率，目前水处理领域亟待解决的难题。是 1 . 2反硝化除磷的提出 2 0世纪 7 0年代以来，反硝化除磷渐渐引起人们的注意，并得到迅速发展。反硝化聚磷菌的发现和证实主要经历了以下几个阶段： 17 97年， son和 Neo s反硝化过程中首次观测到磷快速吸 O br i l在 hl收现象； 1 8, o eu发现一些聚磷菌在缺氧状态下具有利用硝酸盐作 96年 C m a为电子受体除磷的功能，同时完成反硝化脱氮；随后， lk e Ve k采用厌氧/ 缺氧 S R,明了 N r可以作为电子受体除磷； B证 O 19 92年， ne利用反硝化除磷特性开发的 N、 Wa nr P去除新工艺，证实了缺氧条件下一些除磷菌具有反硝化能力； 19年， b发现在厌氧/ 9 3 Ku a缺氧交替运行条件下，易富集一类兼性厌氧微生物，以硝酸盐为电子受体，存缺氧环境下同时进行反硝化和除磷； 1 9~ 9 6年，m le 9 5 19 S od￣和 K b等在 UC ua T工艺中证实了中试规模的脱氮除磷系统中除磷菌的反硝化功能。 目前，某些反硝化除磷工艺在欧美一些国家已经应用于实际工程， 并取得了良好的脱氮除磷效果。 2反硝化除磷原理 .多数研究者认为聚磷菌包括两类菌属，一类只能以氧作为电子受体，被称作好氧聚磷菌，而另一类既能以氧又能以硝酸盐作为电子受体，即反硝化聚磷菌 D B Deii ig h shrsrm vn atr ) P ( ntf n P opou—e oigB c i。 ry ea D B在缺氧条件下能以硝酸盐代替溶解氧作为电子受体进行聚 P磷，同时将硝酸盐还原成 N或氮化物， 将反硝化和除磷这两个过程合二为一，一碳两用，达到同步脱氮除磷的目的。它的厌氧释磷机理与好基金项目：文系河南省重点科技攻关项目( 8 12 50 4本 0 20 3 00 )

8 8为好氧和缺氧产能效率。、 3反硝化除磷工艺简介 .反硝化除磷工艺有单

泥系统和双泥系统之分。单级工艺中， P、 D B硝化菌以及非聚磷菌同时存在于悬浮增长的混合液中，顺序经历厌氧/缺氧/好氧三种环境，最具代表性的是 B F工艺。 CS双级工艺中，硝化菌单独存在于固定膜生物反应器或好氧硝化 S R反应器中， P B D B污泥在厌氧区吸收有机物合成 P B后，经泥水分离不经好氧段直接进入缺氧 H .区，HB全部用于反硝化摄磷， P保证了反硝化所需的碳源。主要有 D— ep ao hnx和 AN B 2S R工艺等。 31B F . C S工艺

BF C S工艺由荷兰 D l工业大学 kuvr验室开发，已应用于 et f lye实现欧美多个污水处理厂，脱氮除磷效果极佳。它实际上是 U T的变形工 C艺，包括厌氧池、氧池、缺好氧池，并增加了接触池和混合池以及内循环 Q B和 O,图 1 C见。

污回 泥汽

—化磷 学沉淀

图 1B F C S工艺流程图厌氧池的厌氧条件确保了污水中的 V A只被用于除磷菌释磷时 F所吸附；接触池中氧浓度为零，一方面可阻止污泥膨胀，同时 D B在该 P池进行释磷；缺氧池的设置一是通过反硝化从而使回流到厌氧池的污泥不含 N 3其次是利用好氧池中的硝酸盐来反硝化除磷； O-;混合池的缺氧条件通过好氧池回流的混合液来维持，可进一步进行反硝化；好氧池的主要作用是去除 C OD、 O B D及进行硝化。 内循环 Q使进入厌氧池的硝酸盐浓度足够低， 从而保证厌氧池的厌氧条件；助回流污泥向缺氧池补充硝酸氮； Q辅 Q增加了硝化或同时反硝化的机会，有利于降低出水氨氮。 BF C S工艺一方面将好氧吸磷、缺氧吸磷及富磷上清液的离线化学沉淀结合起来，除 1 P只需 2 C D,水 T≤O2 gL另一方面去 mg mg O出 P .m/;将传统生物脱氮、同时硝化反硝化、硝化除磷结合起来，反出水 T N≤ 05/; . L另外， mg通过 OR P和 D O在线监测可方便地进行过程控制。32D p ao艺 . e hnx工

图 2D p ao艺流程图 e hnx工

作者简介：肖静(9 6 ),士生，南开封人，张 18￣,硕女河主要研究水处理技术。