脱氮除磷工艺处理城市污水

1、引言
    现实中，水体中氮磷元素多源于日常生活污染、农业、工业生产污染层面。大量氮磷元素进入水体，导致水体自净能力难以有效完成，从而破坏了城市水域的生态环境。因此，污水排入城市水域前，必须严格清除污水中所含的氮磷元素，以促使城市水环境保持同时，回收氮磷元素，最终达到循环利用的目的。

2、生物脱氮除磷的原理
    从生物脱氮原理来讲，主要可分为氨化作用、硝化作用、反硝化作用三个层次。首先，是将污水中的蛋白氮、有机氮在好氧条件下，经氨化菌转化为氨氮，此即氨化作用；其次，在硝酸菌作用下持续转化为硝酸盐氮，此即硝化作用；最后，在缺氧条件下，经反硝化细菌作用之下，促使硝酸盐氮还原为氮气自污水中溢出，此即缺氧反硝化作用；经过上述三个层次配合，一个完整的脱氮循环过程即告形成。
    而从生物除磷层面来讲，主要是利用污水之中的聚磷菌类微生物，在厌氧条件下，相继释放出体内的磷酸盐，产生能量吸收快速降解的有机物，转化为聚β羟丁酸储存起来；而当此类聚磷菌进入好氧条件时，便可自动降解体内存储的聚β羟丁酸产生能量，用作细胞合成及磷元素吸收，形成高磷污泥排出系统外，达到污水除磷的效果。

3、现行污水脱氮除磷的工艺研究

3.1、AB工艺分析
    AB污水处理工艺，也即生物吸附--生物降解两段活性污泥法，AB工艺对污水中氨氮元素的去除率相应高于传统活性污泥法，但此工艺对氮磷深度清理的能力较差，所以需给予改进，以便达到水质净化的标准要求。主要改进措施可采取增加污泥回流装置，强化C源利用率，以充分清理污水中的氮磷。笔者实践发现经改进后的AB工艺，在当前多数污水处理厂均较为适用。

3.2、A/O工艺分析
    A/O工艺也即厌氧/好氧工艺，具体是依托聚磷菌在厌氧、好氧循环下达到磷元素去除的目的，是最基础的生物脱氮除磷工艺，工艺操作所需设备简单，操作要求也相应较低。但是不可置否传统A/O工艺处理后的出水水质相对较差，对于高浓度污水氮磷元素的去除效果。笔者结合近期研究发现，通过分段进水A/O工艺能够对上述缺点作出解决，相继清除高浓度水中的氮磷元素，但具体应用中可能出现丝状菌污泥膨胀情况，有待进一步改善消除此类局限性问题。

3.3、A2/O工艺分析
    A2/O工艺的脱氮除磷能力及有机物去除能力相应较高，对浓业度较高的生活污水及工业废水处理效果尤为明显，即便严寒季节节仍可保持稳定工作。但是此工艺实施有着较高的C源要求，普遍能存在脱氮及除磷两者间的碳源矛盾。当前在A2/O工艺基础上改进而来的倒置A2/O工艺，通过以两点进水，降低初沉池停留时间，增加进水碳源有机物，也对C源不足问题予以了初步解决，但仍有待持续优化。从适用范围来讲，此工艺流程有着操作简洁、投资能耗较少、运行稳定等显著优点，较为适用于老污水厂改造范畴。

3.4、氧化沟工艺
    氧化沟工艺的应用年限较久，具体是通过污水硝化、反硝化反应达到高效脱氮除磷的目的。近些年，国内开始广泛应用奥贝尔氧化沟工艺，具体是采取外沟道中同时实施硝化反硝化反应，有效减少反应设备数量、尺寸、氧气供给量，同时能够大幅降低碳源的投加，从而节省较多的工艺操作费用，在节能降耗背景下完成污水脱氮除磷工作。

3.5、SBR工艺与SBR改进工艺
    SBR工艺也即是序批式活性污泥法，此工艺方法操作流程相对简单，且脱氮除磷的效果也相对明显，较适用在常规浓度的污水处理范畴，工艺控制便捷，目前在国内中小型污水处理厂得到了极为广泛的应用。但该项工艺也非完美，尚存在着总容积利用率低、脱氮除磷效果欠缺持续稳定等缺点不足，此类缺点极大限制了SBR工艺发展。目前，基于活性污泥转移改进后的SBR工艺，相应弥补了上述缺点不足，强化了氮磷清除效率，但仍面临设备改进工艺较为复杂的情况，难以作出大范围的应用推广。
    除却上述方法之外，目前国内城市污水处理厂应用的脱氮除磷工艺还有CAST工艺、OCO工艺、百乐卡工艺等，但均因各类条件、技术限制，尚未得到大范围的应用推广，有待在后续发展中作出持续优化完善，因而本文中即不作逐一赘述。