生物反硝化除磷工艺试验研究

反硝化除磷菌群结构与工艺调控策略反硝化除磷是一种重要的废水处理技术，它可以同时实现氮与磷的去除，被广泛应用于废水处理厂中。

而反硝化除磷的效果主要取决于反硝化除磷菌群的结构和功能。

本文将围绕反硝化除磷菌群的结构以及工艺调控策略展开论述，以期为反硝化除磷技术的优化提供理论基础和实践指导。

一、反硝化除磷菌群结构的特点反硝化除磷菌群是由多种不同类型的微生物组成的。

其中，主要的反硝化除磷菌群包括异烟酸亚硝酸盐还原菌（anaerobic nicotinic acid nitrate-reducing bacteria，ANRB）、有机酸亚硝酸盐还原菌（organic acid nitrate-reducing bacteria，ONRB）、无机酸亚硝酸盐还原菌（inorganic acid nitrate-reducing bacteria，INRB）和短程污泥硝化菌（short-chain nitrifying bacteria，SCNB）等。

1. 异烟酸亚硝酸盐还原菌（ANRB）：ANRB是一类具有异烟酸亚硝酸盐还原能力的反硝化除磷菌群。

它们能够利用异烟酸还原代谢途径将亚硝酸盐还原为氨氮，同时释放出磷酸盐。

ANRB在反硝化除磷过程中起着关键作用。

2. 有机酸亚硝酸盐还原菌（ONRB）：ONRB是一类以有机酸为电子供体的反硝化除磷菌群。

它们能够利用有机酸还原代谢途径将亚硝酸盐还原为氨氮，并释放出磷酸盐。

ONRB在废水中有机物较多的情况下发挥重要作用。

3. 无机酸亚硝酸盐还原菌（INRB）：INRB是一类以无机酸为电子供体的反硝化除磷菌群。

它们能够利用无机酸还原代谢途径将亚硝酸盐还原为氨氮，并释放出磷酸盐。

INRB在废水中有机物较少的情况下扮演重要角色。

4. 短程污泥硝化菌（SCNB）：SCNB是一类能够利用废水中的有机物产生腐殖质，同时通过腐殖质吸附底物氮并产生亚硝酸盐的菌群。

它们在反硝化除磷过程中起到了连接氮磷去除的作用。

反硝化除磷工艺原理以及研究进展反硝化除磷工艺一直以来都是污水处理领域研究的热点，随着环保意识的不断提高，工艺的研究、改进和应用也在不断推进。

在这篇文章中，我们将重点介绍反硝化除磷工艺的原理、发展历程以及目前的研究进展，并对其未来的应用前景进行展望。

1. 反硝化除磷工艺的原理反硝化除磷工艺是一种利用硝化-反硝化的生物反应过程去除污水中氮、磷元素的工艺。

其原理是，通过污水里的有机物质，使污水中的有机物质被氨氧化成以NH4+为主要形态的氮化物，然后将NH4+通过硝化由细菌氧化成NO3-。

而在后续的反硝化过程中，反硝化细菌利用NO3-作为电子受体，将NO3- 还原成N2气体，同时磷元素被沉淀在活性污泥中。

2. 反硝化除磷工艺的发展历程反硝化除磷工艺的研究可追溯至上世纪60年代，当时相关研究人员在对生活污水处理过程中，意外发现生物膜反应器在净化污水时可同时达到除磷和除氮的效果，同时出水中还具有较低的有机物含量。

然而，由于当时的反硝化除磷工艺并不完善，存在的问题较多，因此直到上世纪80年代，才逐渐发展出采用前置浸出法去除COD，此后通过反硝化除磷，再加上碳源补加进一步提高除磷效果的新工艺。

随着上述工艺不断完善，反硝化除磷工艺逐步成为了当今污水处理领域中广泛应用的一种成熟工艺方法。

3. 反硝化除磷工艺的研究进展自反硝化除磷工艺被提出以来，相关领域的研究工作已经取得了许多进展，其中包括：(1) 研究采用新型碳质填料增强反硝化除磷工艺的效果新型碳质填料具有高比表面积、孔径分布均匀、生物可附着性好等特点，对于提高反硝化除磷工艺的效果具有良好的应用前景。

研究中发现，采用新型碳质填料结合生物反应器培养啮齿动物阶段污泥，反应器内的Pb2+、Cu2+等重金属离子含量分别下降了50%、74%。

(2) 研究通过温度的调节来影响反硝化除磷的效率研究发现，适当降低反硝化除磷工艺中反硝化反应的温度可以提高反应效率。

此外，在反应器中采用沼气将一些固体废弃物转化为高含量的磷酸盐，可增强反硝化除磷的效果，而不改变反应器的能源消耗情况。

附着——悬浮耦合短程SBR硝化反硝化工艺的实验方案1.实验用水水质：为了方便进行长期的活性污泥培养驯化，本试验在研究过程中，均采用自配模拟生活污水。

以静置后的自来水为水源，然后根据培养以及研究需要投加不同质量的葡萄糖、NH4Cl、KH2PO4来达到所需的COD、氨氮和磷酸盐浓度值。

同时投加适量营养液提供微生物的生理活动所需的微量元素。

以低浓度HCI和NaOH溶液调节各反应系统的pH值。

另外在短程硝化配水中，投加NaHCO3保证体系中的碱度。

_____________________________________________ 进水成分浓度（mg/l）________________________________________________FeCl3·6H2O 1.5H3BO3 0·15CuSO4·5H2O 0·03KI 0·18MnCl2·4H2O 0·12ZnSO4·7H2O 0·12CoCl2·6H2O 0·15EDTA 10_________________________________________________由于硝化细菌和反硝化除磷菌生长环境条件的差异，所以对两类功能菌采取分开驯化培养的方式，待驯化完成后，再耦合在一起构成一体式附着-悬浮SBR反应器。

试验中所采用的分析方法均按照国家环境保护局发布的标准方法。

COD:重铬酸钾法;NH+3-N:纳氏试剂光度法;NO2-N:N-(1-萘基)-乙二胺光度法;NO3-N:麝香草酚分光光度法;MLSS:重量法;pH:pHs-2C酸度计。

2、短程硝化污泥的培养试验将污水处理厂曝气池活性污泥，在SBR反应器内，维持低氧（D O≈1.0-1.5mg/L）的运行方式，利用较高温度条件下(31士1℃)亚硝化菌生长速率远大于硝化菌的特性，采用加热装置控制体系温度在31士1℃。

第26卷第2期2007年3月 食品与生物技术学报Journal of Food Science and Biotechnology Vol.26　No.1Mar.　2007　文章编号:167321689(2007)022******* 收稿日期:2006204215.作者简介:邹华(19722),男,江苏无锡人,工学博士,主要从事废水生物技术处理方面的研究.Email :zouhua @反硝化除磷工艺研究邹华,　阮文权,　陈坚(江南大学工业生物技术教育部重点实验室,江苏无锡214122)摘　要:研究了反硝化除磷工艺的运行效果。

结果表明,此反硝化除磷工艺可以较好地进行除磷脱氮,但是磷的去除对进水氮的浓度有一定的要求。

在进水COD 400mg/L ,总磷15mg/L ,氨氮84mg/L 的条件下COD 的降低率可达96%以上,氮的去除率稳定在86%～88%,磷的去除率为92%～95%。

进水氨氮质量浓度为60mg/L 时,磷的去除率为78%,在进水氨氮质量浓度降为44mg/L 时磷的去除率降为68%。

反硝化除磷比以氧为电子受体的生物除磷可减少耗氧5515%,剩余污泥的产生量可减少53%,温室气体CO 2的产生量可减少体积分数2114%。

关键词:废水处理;强化生物除磷(EB PR );反硝化除磷;除磷脱氮中图分类号:X 703文献标识码:AStudy of Denitrifying Dephosphatation ProcessZOU Hua ,　RUAN Wen 2quan ,　C H EN Jian(Key Laboratory of Industrial Biotechnology ,Ministry of Education ,Southen Yangtze University ,Wuxi 214122,China )Abstract :A denit rifying dep ho sp hatation p rocess was operated in t his st udy.The result s showed t hat t he denit rifying dep hosp hatation process could remove p ho sp horus and nit rogen successf ully at an adequate concent ration of nit rogen in inflow.Above 96%COD was removed when t he inflow COD ,total p hosp horus (TP )and ammonia nit rogen (N H 32N )were 400mg/L ,15mg/L and 84mg/L respectively ,86%～88%nit rogen and 92%～95%p hosp horus was removed simultaneously.But when t he inflow N H 32N was 60mg/L ,78%p hosp horus was removed ,once t he inflow N H 32N dropped to 44mg/L ,only 68%p hosp horus was removed in t he system.In t he system used nit rate as elect ron acceptor ,t he oxygen consumption was 55.5%less t han t he system t hat oxygen was used as elect ron acceptor.The sludge and CO 2production was 53%and 21.4%less ,respectively.K ey w ords :wastewater t reat ment ;Enhanced Biological Phosp horus Removal (EB PR );denitrifying dep ho sp hatation ;p hosp horus and nit rogen removal 研究废水除磷技术,控制磷的排放,保护水体不受富营养化的影响是一个亟待解决的问题。

反硝化除磷脱氮机理及工艺研究共3篇反硝化除磷脱氮机理及工艺研究1反硝化除磷脱氮机理及工艺研究随着经济的发展和城市化进程的加速，人类活动所产生的污染物越来越多，其中包括大量的氮和磷元素。

氮和磷是污水中的重要营养物质，但过量排放却容易导致水体富营养化和藻类大量繁殖等问题，对水环境和水生态安全造成重大威胁。

因此，对氮和磷的处理成为当前水环境保护的重要任务。

反硝化除磷脱氮技术是现代污水处理技术中的一种重要手段，可以有效地将污水中的氮和磷元素去除。

该技术主要是利用微生物的代谢作用，将有机物质分解为有机酸等，然后通过受限条件下的微生物反硝化和磷酸根去除过程，将氮和磷元素转化为氮气和磷酸盐的形式最终被排放到环境中。

反硝化除磷脱氮技术具有操作简单、能耗低、投资费用低等优点，因此在城市和农村污水处理中得到广泛应用。

在反硝化除磷脱氮技术中，微生物是起着至关重要的作用。

反硝化微生物可以利用有机物代替硝酸盐作为电子受体，进行反硝化呼吸作用，将硝酸盐转化为氮气释放到环境中。

同时，磷酸根去除微生物可以利用污水中的氢氧化物或有机酸等作为电子供体，去除污水中的磷元素。

在反硝化除磷脱氮技术的实现中，还需要考虑一系列因素，如反应温度、流速、溶解氧、污泥停留时间等。

其中，温度是影响反应速度和微生物代谢的主要因素之一。

通常反应宜在25℃左右进行，过低的温度会降低反应速度，而过高的温度则容易导致微生物死亡。

流速和溶解氧也是影响反应的关键因素，流速过高会影响微生物的代谢，而溶解氧含量过高则会影响微生物的反硝化作用。

污泥停留时间也是影响反应的一个关键参数，过短的停留时间会导致反硝化除磷效果不佳，而过长的停留时间则会降低处理效率。

反硝化除磷脱氮技术是一种成熟可靠的污水处理技术，已经广泛应用于城市和农村污水处理。

在未来，随着科技的进步和环境保护意识的增强，相信该技术将会有更广泛的应用综上所述，反硝化除磷脱氮技术是一种环保、高效的污水处理方法，可有效去除污水中的氮、磷等有害物质，具有操作简单、能耗低、投资费用低等优点。

简析反硝化除磷工艺近年来，污水处理厂的氮磷排放要求越来越严格，部分流域已要求达到一级A要求。

针对除磷脱氮的城镇污水处理厂升级改造工作也在全国范围内迅速开展。

目前，应用广泛的脱氮除磷工艺如A2/O、氧化沟、SBR等，均是基于传统生物硝化和反硝化机理开发而来，仅能去除污水中部分的氮和磷。

通常情况下，这些工艺普遍存在基建投资大（采用空间分隔，反应器容量大）、运行费用高（硝化充氧能耗高、市政污水厂需投加碳源和补充碱度等）以及温室气体排放等一系列问题。

应用反硝化除磷菌进行污水脱氮除磷，能较好地解决这一问题，其已成为污水生物处理技术领域研究的热点之一。

它能“一碳两用”，同时达到脱氮除磷的目的，而且还具有节省曝气量、减小污泥产量的优点，因此越来越受到学者的关注。

1、反硝化除磷简介1.1 反硝化除磷原理传统聚磷菌是一类以氧作为电子受体的菌种，被称作好养聚磷菌，而反硝化聚磷菌DPB是在厌氧/缺氧交替运行条件下，富集的一类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物。

该微生物能利用氧气或硝酸根离子作为电子受体，且其基于胞内聚β-羟基丁酸酯（PH B）、糖原质和磷酸盐等物质的生物代谢过程与传统厌氧/好养法中的PAO相似。

反硝化除磷工艺就是以DPB为菌种，通过“一碳两用”方式在缺氧段同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到脱氮除磷双重目的的一种工艺。

在厌氧阶段，DPB快速吸收乙酸、丙酸等低分子脂肪酸，同时降解细胞内的多聚磷酸盐以无机磷酸盐的形式释放出来，然后利用上述过程产生的能量ATP 和糖原酵解还原产物NADH2合成大量PHB储存在体内。

DPB的释磷过程主要取决于胞外有机物的性质和水平。

在缺氧阶段，DPB以硝酸根离子代替氧作为电子受体氧化PHB，利用降解PHB所产生的能量，过量摄取环境中的无机磷酸盐并以多聚磷酸盐的形式储存，同时将硝酸盐还原成N2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。

反硝化除磷现象的发现，强化了生物的脱氮除磷效率，推动了强化除磷工艺的发展，可以节约碳源50%，污泥产量减少50%，除磷过程只需硝化曝气量，总体曝气量可减少30%左右。

BCFS一生物除磷新工艺1BCFS工艺BCFS（Biologisch—Chemische—Fosfaat—Stikstof Verwijdering）工艺是由荷兰DELFT 科技大学的Mark 教授在Pasveersloot和UCT工艺及原理的基础上开发的，它充分利用DPB （反硝化除磷菌）的缺氧反硝化除磷作用以实现磷的完全去除和氮的最佳去除，对于城市污水在处理过程中无需添加化学药剂。

最近，荷兰BDG咨询公司在此基础上开发了BCFS的新型反应器。

该反应器由5个同轴圆环组成，依次构成功能相对专一的5个独立反应器。

这些同轴圆环使水流具有活塞流与完全混合流的优点，采用预制混凝土建造这种一体化构筑物减少了工程投资，同时使污水厂的布置简洁，节约了工程投资及建设用地。

1.1工艺流程BCFS工艺将每一种属不同功能的细菌用空间分隔开来，并通过不同的循环系统来控制其生长环境。

BCFS工艺流程如图1所示。

由图1可见，BCFS工艺由5个功能相对专一的独立反应器（厌氧池、选择池、缺氧池、缺氧/好氧池、好氧池）及3路循环系统构成，各循环的作用如表1所示。

1.2特点BCFS工艺的主要特点可归纳如下：①对氮、磷的去除率高，可使出水中总氮v5mg/L,正磷酸盐含量几乎为零。

②SVI值低（80—120山14）且稳定（夏季为80mL/g,冬季为100山14,最大值为120山1/的，从而可有效地减少曝气池及二沉池的容积。

③控制简单，通过氧化还原电位与溶解氧可有效地实现过程稳定，尤其利于对负荷的控制。

④与常规污水厂相比，其污泥产量减少了 10%，从而进一步减少了污泥的处理费用。

⑤利用DPB实现生物除磷（测定结果表明，约50%的磷是由DPB去除的），使碳源£。

及能被有效地利用，从而使该工艺在COD/（N+P）值相对低的情况下仍能保持良好的运行状态，同时使除磷所需的化学药剂量大大减少。

⑥使用生物除磷器获得富含磷的污泥，使磷的循环利用成为可能。