摘要：磷是引起水體富營養(yǎng)化的關鍵因素之一，通常廢水、污水中磷的去除方法主要是生物法和化學法。生物法除磷工藝自20世紀70年代以來得到快速發(fā)展，不需要大量額外的設備投資，充分利用其原有廢水生化處理設備，就可以在完成對有機物去除的同時去除磷，而且處理成本低。因此本文根據城市污水生物脫磷除氮工藝的發(fā)展進行了分析與研究。

關鍵詞：城市污水；生物脫磷除氮；新進展

引言

化學除磷是歐洲較早應用的除磷方法。該方法工藝簡單，運行可靠，并且能達到較高的出水標準。在19世紀后期，英美等國廣泛采用化學沉淀方法處理污水，但不久即被生物處理所取代，其原因是該法的藥品消耗量大，往往需要投加的金屬離子沉淀劑濃度大于正常溶度積1~2個數量級，運行費用高，產生大量化學污泥，脫水困難，難以處理，產生二次污染。

1脫氮除磷的原理

污水處理中，主要依靠微生物對水中的氮磷污染物進行代謝分解，從而達到凈化水質的目的。在傳統(tǒng)的脫氮理論中，生物脫氮主要有氨化、硝化以及反硝化3個過程，隨著技術的發(fā)展，國內外的學者在傳統(tǒng)理論的基礎上又提出了短程硝化-反硝化，同步硝化反硝化以及厭氧氨氧化等更加節(jié)省時間和能耗的生物脫氮的新理論；傳統(tǒng)的除磷理論認為，聚磷菌只在好氧的環(huán)境下攝取磷而在厭氧的環(huán)境下釋放磷，但是之后，人們認為生物除磷中的微生物至少有兩類：一類是反硝化聚磷菌（DPB），這類聚磷菌以氧氣或者硝酸鹽作為電子受體；另一類是好氧聚磷菌，以氧氣作為電子受體的聚磷菌，若反硝化聚磷菌利用硝酸鹽氮作為電子受體吸收磷，那么有機基質可以用來同時脫氮除磷。這對于C/N比較低的城市生活污水具有很大的意義。

2城市污水處理廠脫氮除磷的主要工藝

2.1A2N-SBR工藝

該工藝為短程硝化-反硝化脫氮除磷工藝，是由厭氧/缺氧反應器和好氧反應器組成的污水處理系統(tǒng)，其中，厭氧/缺氧反應器的作用是將反硝化聚磷菌聚集起來，從而可以同時去除有機物和進行反硝化除磷，好氧反應器的作用是聚集亞硝化細菌，為厭氧/缺氧反應器提供硝化液。在好氧反應器中，NH4+只是氧化到NO2-的階段，當這部分污水進入厭氧/缺氧反應器中時，反硝化聚磷菌利用NO2-作為電子受體進行反硝化吸磷反應，達到同時去除氮磷的目的。A2N-SBR工藝的可行性進行了驗證，結果發(fā)現該工藝的脫氮除磷效果比單污泥工藝的效果更好；采用A2N-SBR工藝對生活污水進行處理，結果表明，對氮的去除率達到95%，對磷的去除率達到98%。

2.2A2/O+BCO工藝

A2/O+BCO工藝將傳統(tǒng)的A2/O工藝進行改良，增加了生物接觸氧化單元（BCO），旨在分離出A2/O工藝的硝化功能，使A2/O單元只進行反硝化除磷，BCO單元進行硝化反應，BCO的硝化液回流至A2/O的缺氧區(qū)，進行脫氮。該工藝可以減少污泥的產量，適合處理我國低C/N的城市生物污水?；亓鞅葘υ摴に囃饺コ椎挠绊懀Y果表明，在低C/N的條件下，系統(tǒng)的回流比為400%時，反硝化除磷總量可達到磷去除總量的98%，回流比為300%時，該系統(tǒng)可以達到良好的同步去除氮磷的效果。

2.3A/O/IAT-IAT同步脫氮除磷工藝

內循環(huán)式A/O/IAT-IAT生物同步脫氮除磷工藝，該工藝由預反應池、DAT池和兩個交替運行的IAT池三部分組成，在機理和運行方式上保留了活性污泥法的優(yōu)點，有效的提高了系統(tǒng)的容積利用率。該工藝對污水中有機物以及氮磷的去除效果均較好，并且具有操作靈活投資省等優(yōu)點，適用于各種規(guī)模的污水處理廠。

3傳統(tǒng)的A2/O工藝改進策略分析

3.1基于SRT矛盾復合式改進

由于A2/O工藝受到耗氧區(qū)的浮動載體填料影響，導致載體表面所產生的硝化菌快速生長，但是這樣附著的硝化菌與SRT存在相互獨立的特點，硝化的速率并不容易受到SRT排泥的影響，為此可以利用SRT矛盾特性，對A2/O工藝進行恰當改進。目前來看，由于懸浮污泥的SRT，填料頭配比和頭配位置對硝化的強度會造成影響，也會對污泥含量產生影響，為此在載體填料調配時并不能夠隨意增加系統(tǒng)排泥量或者縮短懸浮污泥，而提高系統(tǒng)的處理效率，必須要盡可能地縮短SRT，降低污水中的懸浮污泥，這樣才能夠保證除磷的整體效果，如果懸浮污泥SRT在5天左右情況下，對A2/O工藝的改進效果并不明顯，如果降低懸浮污泥SRT厭氧磷釋放會受到影響。

3.2基于碳源競爭工藝的改進

為了能夠快速解決A2/O工藝碳源競爭以及DO殘余干擾導致反硝化的問題，首先要針對碳源競爭采取適當的解決策略，通過補充外碳源或者反硝化等方式，促進碳源的重新分配。要針對DO系統(tǒng)的干擾、反硝化等問題進行適當的補充，最主要的就是避免對原有工藝實體結構造成影響，對短期內受到水質波動而造成的碳源不足問題，應該采取緊急措施，通常情況下可取碳源包括甲醇、乙醇、葡萄糖和乙酸鈉等有機化合物，還可以采用可替代的有機碳源。例如，厭氧硝化污泥上清液、牲畜以及家畜糞便等含有高碳源的工業(yè)廢水，任何外碳源的增加或投入都必須要有一定的適應期，這樣才能夠取得良好的預期效果。

對于糖類纖維素比較高的高碳物質來說，由于受到微生物和低分子碳水化合物的影響，必須要對這類碳源進行反硝化的分解代謝處理，通過對矛盾主體選擇時，應該盡可能選擇頭點對系統(tǒng)穩(wěn)定和節(jié)能降耗有利。比如在厭氧區(qū)外碳源，能夠有效促進除磷的效果，而且也可以確保系統(tǒng)反硝化的能力得到提升，如果反硝化碳源嚴重不足時，也必須要優(yōu)先向缺氧區(qū)增加投入。

通過對A2/O工藝進行改良，必須要優(yōu)先考慮碳源的實際需求，可以直接將厭氧區(qū)放置于工藝前端。通過這樣的倒置A2/O工藝，不僅可以確保PAOs厭氧釋磷之后能夠直接提高好氧環(huán)境，在厭氧條件下所產生的驅動力也可以得到充分應用，而且還會產生群體效應，保證所有參與回流的污泥都能夠進行攝磷釋磷等，保證A2/O工藝的質量。利用JHB、UCT和UCT改良工藝可以快速解決外回流硝酸鹽DO殘余干擾失靈的問題。JHB工藝中，由于氮素脫除必須要在污泥反硝化區(qū)以及缺氧區(qū)域內部，而且兩者要確保脫除量保持一致，污泥反硝化區(qū)的設置也會對氮素在不同區(qū)域的分配比例造成干擾，確保厭氧區(qū)可以更加快速的釋磷。

結束語：

綜上所述，在我國城市化發(fā)展過程中，隨之而來的污水問題越來越嚴重，城市污水的存在對水資源的可持續(xù)利用有著不利的影響，在這樣的情況下，必須要對城市污水進行深度化地處理，只有這樣污水才能被循環(huán)利用，水資源緊缺局勢才能得以緩解，人們才能更好地生存下去。目前的脫氮理論除了傳統(tǒng)的氨化、硝化以及反硝化理論，還有在此基礎上提出的有短程硝化—反硝化、同步硝化反硝化、厭氧氨氧化，同步脫氮除磷的技術有A2N-SBR工藝、A2/O+BCO工藝以及內循環(huán)式A/O/IAT-IAT同步脫氮除磷工藝等。