生物脱氮除磷技术及其发展趋势.pdf

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1、第21卷第2期广州环境科学Vol.21，No.22006年6月GUANGZHOUENVIRONMENTALSCIENCESJun.20069生物脱氮除磷技术及其发展趋势12金杭王淑梅（1广东佛山市博意建筑设计院有限公司，广东佛山528312；2哈尔滨工业大学深圳研究生院城市与土木工程学科部，广东深圳518055）摘要文章系统地概述了废水生物脱氮除磷的机理，分析了城市污水生物脱氮除磷的成熟工艺技术，阐明A2/O系列、SBR系列和氧化沟系列的工艺流程和脱氮除磷的作用，探讨了城市污水生物脱氮除磷技术在碳源需求、短程生物脱氮和反硝化聚磷菌等方面的发展趋势。关键

2、词城市污水脱氮除磷聚磷菌[5]环境污染和水体富营养化问题的尖锐化迫使越化可以在同一个反应器内完成同时硝化和反硝化、[6][7]来越多的国家和地区制定严格的氮、磷排放标准，这异养硝化、厌氧氨氧化等。对于这些现象可以从也使污水脱氮除磷技术一度成为污水处理领域的热微环境理论和生物学角度进行解释。微环境理论主点和难点。我国现有的城市污水处理厂长期以来主要从物理学角度研究活性污泥和生物膜在微环境中--要是针对碳源污染物的去除，忽视了对导致水体富的各种物质（如DO、有机物、NO3N和NO2N等）传营养化的主要营养盐氮、磷的去除。城市污水经常规递的变化，各类微生物的

3、代谢活动及其相互作用，从活性污泥法等二级处理后，虽然BOD5去除率可达而导致微环境中物理、化学和生物条件或状态的改90%以上，但脱氮率一般仅为20%~50%，除磷率为变。在宏观环境中微好氧状态时，由于氧扩散的限20%~30%。出水总氮和总磷含量大大超过了富营养制，在微生物絮体内产生溶解氧梯度，也就形成了不[8]化的临界浓度，所以必须进行脱氮除磷处理。因此研同的微环境。从生物学角度解释不同于传统的理究和开发高效、经济的生物脱氮除磷工艺成为当前论，微生物学家发现了异养硝化菌和好氧反硝化菌，研究的热点。本文系统地概述了生物脱氮除磷的机甚至在完全厌氧的条件下发

4、生硝化作用。有些好氧[9]理，分析了生物脱氮除磷技术的现状，探讨了生物脱反硝化菌同时也是异养型硝化菌，它们能够在好氧氮除磷技术的发展趋势。条件下直接将氨转化为最终的气态产物。以上这些现象的发现为研究者研究新的生物脱氮理论和开发1生物脱氮除磷的原理新的生物脱氮工艺指引了方向。污水生物脱氮的基本原理是：在好氧条件下通污水生物除磷是通过厌氧段和好氧段的交替操过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐，再通过缺氧条作，利用活性污泥的超量吸磷特性，使细胞含磷量相件下的反硝化反应将硝酸盐异化还原成气态氮从水当高的细菌群体能够在处理系统的基质竞争中取得[1]中去除。由此而发展起

5、来的生物脱氮工艺大多将优势，剩余污泥的含磷量达到3%~7%，进入剩余污缺氧区和好氧区分开，形成分级硝化反硝化工艺，以泥的总磷量增大，处理出水的磷浓度明显降低。生物[10]便硝化与反硝化能够独立地进行。除磷的过程可简单概括如下：近年来，一些研究者观察到一些超出传统生物在厌氧条件下，兼性细菌将溶解性BOD5转化脱氮理论的新现象，如：将好氧硝化过程控制在亚硝为低分子挥发性有机酸（VFA）。聚磷菌吸收这些VFA酸盐阶段，然后在缺氧条件下进行直接反硝化的亚或来自原污水的VFA，并将其运送到细胞内，同化[2~4]硝酸型生物脱氮；在一定的条件下，硝化和反硝成胞内碳源

6、存储物（PHB/PHV），所需能量来源于聚收稿日期：2005-12-12，修改稿收到日期：2006-03-3010广州环境科学21卷2期磷水解以及糖的酵解，维持其在厌氧环境生存，并导变化规律以及系统中DPB菌群演化数量的判定和致磷酸盐的释放。调控方式等都是亟待研究的课题。在好氧条件下，聚磷菌进行有氧呼吸，从污水中2生物脱氮除磷的工艺大量地吸收磷，其数量大大超出其生理需求，通过PHB的氧化代谢产生能量，用于磷的吸收和聚磷的生物脱氮除磷技术由于具有同时脱除碳、氮、合成，能量以聚合磷酸盐的形式存储在细胞内，磷酸磷，且处理成本低等优点而得到广泛应用。各国学者盐

7、从污水中得到去除；同时合成新的聚磷菌细胞，产根据厌氧、缺氧、好氧等池子的大小、排列、数量增减生富磷污泥，将产生的富磷污泥通过剩余污泥的形以及混合液循环和回流方式的变化，开发出了一系式排放，从而将磷从系统中除去。列生物脱氮除磷工艺和技术。目前比较成熟的生物近年来，研究者发现了一种“兼性厌氧反硝化除2同时脱氮除磷工艺分为以下几种系列：A/O系列、[11]-磷细菌”（DPB），可以在缺氧条件下利用NO3作为SBR系列和氧化沟系列。电子受体氧化胞内贮存的PHA，并从环境中摄磷，2.1A2/O系列实现同时反硝化和过度摄磷。兼性反硝化菌生物摄在脱氮工艺的研究中，B

8、arnard发现在第一缺氧放磷作用的被确认，不仅拓宽了磷的去除途径，而且池存在厌氧区时，系统具