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污水生物脱氮除磷研究现状与展望
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浏览量: 发布日期:2019-09-26

现在城市污水处理有两大难题。第一污水脱氮除磷难。第二污水处理厂的优化和节能降耗。因为城市污水运营费用非常高,节能降耗是永恒的主题。另外随着中国污水处理率的提高,黑臭水体的解决,氮磷超标排放日益严重,导致风险化日益普遍。风险化成为全球性的水污染问题。可以说脱氮除磷成为当今污水处理领域的重大问题,特别是城市污水。

随着我国污水处理不断提高,消除黑臭水体解决,由水体富营养问题日益严重。我们可以看到尽管是2015年的指标数据,现在也是这样,我国重要大型湖泊水库面临非常严重的富营养化,至今没有得到解决。中国污水处理厂主要矛盾从有机物去除转到氮磷污染物的去除,特别是氮磷去除普遍不高,成为当今污水处理厂亟待解决的主要矛盾。

这是2002年颁布的标准,比较难以达标是总氮,还有总磷。主要围绕氮磷没有达标。我们看看澳大利亚,他们标准比我们还要严,总氮的标准是10,达标率90%不行,总氮小于10%,达标率90%不行,还要保证总氮小于5%,概率至少保证50%。非常严格的控制。

我们国家水污染中脱氮除磷存在的问题。我国大多数的污水处理厂都没有达到一级A的排放标准,其中瓶颈问题是总氮没有达标。我国的污水处理标准过严了,不是这样,达到一级A的标准,仍然遏制不了富营养化的蔓延。我国应该针对敏感水环境区域制定更加严格的标准。太湖、环渤海周边等要制定严于国家一级A标准的排放。

还有另外一种情况,有些地区流域真没有必要到一级A的标准。台湾不用搞脱氮除磷,台湾周边是公海,排点氮磷往海里一放,给海里增加到富营养化物质。黑龙江往往没有必要脱氮除磷。还有一些区域实际上也没有富营养化,从来没有听说特别大的河流有富营养化的问题。富营养化有几个条件,氮磷、温度、阳光、扰动,因此标准该严的严,该松的松。

下面是比较具体,第二个问题传统污水生物处理工艺和问题。从全世界来看,在两个世纪有固体沉淀,处理城市污水的悬浮物,上世纪20年代初,我记得上学到上海参加污水处理厂特别惊讶,20年代在上海建立一个活性污泥法污水处理厂。上世纪70、80年代,全世界脱氮除磷,富营养化在全世界爆发了。随着BOD、脱氮除磷,使污水处理工艺越来越复杂,带来很多技术问题,处理工程,包括机械仪表处理问题。脱氮除磷的问题纳入处理流程之外,提出了非常多的科学问题。

再看看脱氮除磷的大问题,污水除磷可以通过生物除磷和化学除磷。污水脱氮,只有生物脱氮才是最经济有效的,而且对于城市污水来讲是唯一的,不仅是经济有效而且是唯一的方法,到现在还没有听说哪个城市污水处理厂不用生物脱氮。原因是什么?混凝沉淀不能去除微滤、纳滤口径,区别不了水分子大小,只有反渗透才能区别水分子大小。反渗透处理是中水,对于城市污水处理来讲生物脱氮是唯一选择的。

城市污水总氮代表是关键难点。

生物脱氮反两步,第一个硝化,第二个反硝化。一个电子供体,一个是电子受体,水中氨氮和有机氮从污水处理分离出来完成脱氮的问题,一个需要氧气,一个需要有机碳源,这是关键点。

生物除磷,有除磷微生物和菌,没有氧的条件下,把磷从细胞中释放出来,可以使水中磷从3每升毫克达到几十毫克,在耗氧和曝气过程中,把水中磷聚集在细胞中,摄取磷,而且是过量的,把含有磷的污泥排除污水处理系统就完成了处理,就是这样简单。

这是我们用的工艺AN/O除磷工艺,释放出磷,然后曝气、好氧,然后沉淀池,然后处理水。还有反硝化反应器缺氧然后到硝化反应器好氧,然后到沉淀池,到处理水。这个两个结合起来既除磷又脱氮,厌氧、缺氧和好氧。对小型的污水处理厂应用广泛的是序批式活性污泥法,小于5万吨的经常用这样一种工艺。

我们看到什么问题,无论对A/O都存在这样的问题。缺氧,有机物进来这个是氨氮,缺氧池没有变化,在好氧池,此消彼涨形成硝态氮,用有机物还原硝态氮。回流中的硝阶氮和出水的硝阶氮相同,因为他们都来源于这个地方,就是说出水和回流污泥和剩余污泥中硝阶氮、氨氮、总氨是一样的,这种工艺很难彻底深度的脱氮。



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