高效能污水生物脱氮除磷工艺的研究进展
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中图分 类号 ：Ｕ９ ２１ Ｔ ９． 文 献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ： ０ ９ ７ １ （ ０ ２ ０ 一 ０ １ｏ １０—７６ ２ １）１ｏ６一４
０ 引 言
从 ２ Ｏ世 纪 ６ ０年代 开 始 ，水 体 的 富 营养 化 问 题 日趋 严 重 ， 围波及 整 个 世 界 。尽 管 污染 物 的排 范 放 标 准越 来 越 严 格 ， 水 体 污 染 的形 势 依 然 严 峻 ， 但
２１ 年 １ ０２ 月第 １ 期
城 市道 桥 与 防 洪
Hale Waihona Puke 防洪排水 ６ １高效 能 污水 生物脱 氮 除磷 工艺 的研 究进 展
芮旭 东 ， 汪宏 渭 ， 志康 刘
（ 杭州 市七格 污水 处理 厂工程 建设 指挥 部 ， 浙江杭 州 ３０ ０ １０ ５）
摘
要： 在水 环境 污 染和 水体 富 营养 化 的问题 日益 严重 ，国 内外对 氮 、 磷排 放 的限 制标 准越来 越 严格 的背 景 下 ， 为更 好地 解
污水脱氮 除磷技术 的研发 和工程应用 至今 仍是 国 内外 关 注 的 热点 和 难 点 。Ａ ／ （ 氧 ／ ２ 厌 Ｏ 缺氧 ／ 氧 ） 好 工 艺 是 技 术 成 熟 、 用 范 围广 泛 的脱 氮 除 磷 工 艺 ， 应 取 得 良好 的 环境 效 益 。 然 而 ， ２ 工 艺 在 脱 氮 和 除 磷 的 机 理 上 存 在 Ａ／ ０ 着 一 定 的相 互 制 约 ， 回流 污 泥 中 的硝 酸 盐 、 泥 龄 污 及 进 水 碳 源 是 平 衡 脱 氮 与 除磷 效 率 的 重 要 因 素 。 为此 ，研 发 经 济 高效 的脱 氮 除磷 新 工 艺 技 术 成 为 重 点 方 向 。本 文 所 述 的高 效 能 脱 氮 除 磷 工 艺 技 术 指 的是 在 同一 反 应 器 中 同时 发 生 ２种 及 以上 不 同 类 型的生化反应 。它们在兼具脱氮除磷功 能的同 时 ， 有 减 少 反 应 器 体 积 、 效 利 用 碳 源 ， 约 能 具 有 节 源等优势 ， 符合节能减排和可持续发展的理念 。
一
硝 化 菌 的发 现 和 微 环 境 理 论 的发 展 ，硝 化 和 反 硝 化 就 可 以 同时 在 一 个 具 有 好 氧 条 件 的 反 应 器 内完 成 得 到证 实 了 ，即 同步 硝化 反 硝 化 （Ｎ 。 Ｓ Ｄ） 与传 统 生 物脱 氮 工 艺相 比 ，Ｎ Ｓ Ｄ工 艺 具 的优 势 主要 表 现 在 ：可 有效 地 减 少反 应 器 数量 和 尺 寸 ； 可 减少 甚 至 不需 要 投加 碳 源 ， 且 硝化 的耗碱 与反 硝 而 化 的产 碱 可 以得 到 良好 地互 补 ；可 缩短 反 应 时 间 。
省 能耗 、 进一 步减 少碳 源 的需求 和提高脱 氮 的效率 。 目前 ，对 Ｓ Ｄ 生物 脱 氮 技 术 的研 究 主 要 集 中 Ｎ 在 氧 化 沟 、 Ｂ Ｓ Ｒ等 反应 器 系 统 。而 溶 解 氧 、 Ｒ Ｃ、Ｂ 碳 氮 比 （ ／ 、 生 物 的 聚集 形 态 、Ｈ和 温 度 是 影 响 ＣＮ）微 ｐ 同步 硝化 反 硝 化 的 主要 因素 。 控 制 适 当 的溶 解 氧浓 度对 于 实现 同 步 硝 化 反 硝 化 相 当重 要 ，许 多 生 产 性 试 验 的结 果 为 ０５～ ． １０ｍ ／。 ｎｈ 发现 当溶解 氧浓 度在 ０５ｍ ／ ， ． ｇＬ Ｍｕ ｃＮ ． ｇ Ｌ时
１ 高效能 污水 生物脱 氮除磷工 艺
１１ 同步硝 化 反 硝 化 。
按照传统水处理理论 ，硝化被认为是氨氮经 过 亚 硝 酸 盐 向硝 酸 盐 的 自养 型 转 化 ；而 反 硝 化 则
直 被 认 为 是 一 个 缺 氧 （ 厌 氧 ） 程 ， 氮 必 须 或 过 脱 顺 序 经过 硝 化 和 反硝 化 工 艺 。近 年 来 ， 由于 好 氧反
决 和处 理传 统脱 氮 除磷 工艺 中存 在 的矛 盾关 系 和弊端 ， 提高 传统 工艺 脱氮 除磷 的效果 ， 述 了同步 硝化 反硝 化 、 综 反硝 化 除磷
和 厌氧 氨氧 化 、 反硝 化与 甲烷化 等经 济高效 的污水生 物脱 氮除磷 处 理技术 。 关 键词 ： 氮除 磷 ； 脱 同步 硝化反 硝化 ； 反硝 化 除磷 ； 氧氨氧 化 ； 硝化 与 甲烷化 厌 反
亚硝酸型的 Ｓ Ｄ可明显地减少氧气的供 给从而节 Ｎ
收 稿 日期 ：０ １ １— ８ ２１－０２ 作者简介 ： 芮旭 东 （９ １ ， ， 苏武 进人 ， 级工程 师 ， １７ 一） 男 江 高 从
事城 市污 水处 理厂工 程 建设管 理工 作 。
反硝化速率基本与硝化速率相等 ，从而可获得有效 的同步硝 化反 硝化 效果 。邹 联沛等 嘲 通过 在 ＭＢ Ｒ中 Ｄ Ｏ对 同步 硝化 反 硝化 的影 响 的研 究 ， 果 表 明 ， 结 溶 解 氧 浓度 为 １ｍ ／ 右 ， 度 为 ２ ￣ 进 水 ｐ ｇＬ左 温 ４Ｃ， Ｈ值 为 ７２ Ｃ Ｄ、 Ｈ 一 和 Ｔ 的 去 除 率 分 别 为 ９ ％ 、 ． ， Ｏ Ｎ Ｎ Ｎ ６ ９ ％和 ９ ％。吕锡 武等 用 Ｓ Ｒ研究 了溶解氧浓度 ５ ２ Ｂ 对 同步硝 化反 硝化 的影 响 ，他 指 出在一定 溶解 氧浓 度范 围 内 ， 去除率 随溶解氧浓度 的降低而升 高 。 总氮 Ｐｃａａ 发 现 易 生 物 降解 Ｃ Ｄ 比例 的增 加 能 ｏｈｎｔ Ｏ 提 高 同步 硝 化 反 硝化 效 果 。高 飞『等 利 用 Ｓ Ｒ进 ２ ｌ 】 Ｂ 行 同步 硝化 反 硝化 的 实验 研究 得 出 ，当进 水 碳 氮 比越 高 ， 出水 总氮 越 低 ， 去 除率 相 应 也 越 高 。高 其 艳玲［ ９ １ 等通过 生物脱 氮反应器 同步硝 化反硝化研 究 ， 果表 明 ，Ｎ去 除 率却 随着碳 源 的增 加 逐渐 提 结 Ｔ 高， 氨氮的去除率随着碳源的升高而明显下 降。 Ｐ ｃａａ等［利用 Ｓ Ｒ处 理厌 氧塘 出水 时 发现 ， ｏｈｎ １ 明 Ｂ 絮体 平 均 粒径 为 ３２ ｍ、５ ｍ 时 ，Ｎ ８ １５ Ｓ Ｄ的效 率 分别为 ９．％和 ２ ． 当粒径 为 ７ ｍ时 ，Ｎ 的 ８５ ６ ％； ３ ７ ＳＤ 效率仅为 ４ ％ （ Ｏ范围为 ０ ２ ｇ ） ． Ｄ ３ ． ． ｍ ／ 。李军等 ３ ５ Ｌ 叫 用 ＳＢ 利 Ｓ Ｒ研究 生物膜 厚度对 Ｓ Ｄ的影响 ， 现在 Ｎ 发 Ｄ Ｏ浓度 为 ３０ ３ ｇ ． ．ｍ／ ～ ８ Ｌ的条件下 ，不 同载体生 物膜 厚度逐渐变小时 ，对 Ｎ Ｎ的容积去除率基本没有 Ｈ一 影响 ；而对 Ｔ Ｎ的容积去除率随着生物膜厚度减小 而降低 。当载体生物膜 的厚度小于 ０８ ｍ时 ， ．ｍ 因为 反硝化效果的下降严重影响了 Ｔ Ｎ的去除能力 。 根 据 ｐ 和 温 度 对 硝 化 和 反 硝 化 反 应 速 率 的 Ｈ 影 响规律分析可得 ， 同步硝化反硝化 的最适 ｐ Ｈ值 和温 度分 别 为 ７５和 １ ℃ 一２ ℃ 。 ． ０ Ｏ
０ 引 言
从 ２ Ｏ世 纪 ６ ０年代 开 始 ，水 体 的 富 营养 化 问 题 日趋 严 重 ， 围波及 整 个 世 界 。尽 管 污染 物 的排 范 放 标 准越 来 越 严 格 ， 水 体 污 染 的形 势 依 然 严 峻 ， 但
２１ 年 １ ０２ 月第 １ 期
城 市道 桥 与 防 洪
Hale Waihona Puke 防洪排水 ６ １高效 能 污水 生物脱 氮 除磷 工艺 的研 究进 展
芮旭 东 ， 汪宏 渭 ， 志康 刘
（ 杭州 市七格 污水 处理 厂工程 建设 指挥 部 ， 浙江杭 州 ３０ ０ １０ ５）
摘
要： 在水 环境 污 染和 水体 富 营养 化 的问题 日益 严重 ，国 内外对 氮 、 磷排 放 的限 制标 准越来 越 严格 的背 景 下 ， 为更 好地 解
污水脱氮 除磷技术 的研发 和工程应用 至今 仍是 国 内外 关 注 的 热点 和 难 点 。Ａ ／ （ 氧 ／ ２ 厌 Ｏ 缺氧 ／ 氧 ） 好 工 艺 是 技 术 成 熟 、 用 范 围广 泛 的脱 氮 除 磷 工 艺 ， 应 取 得 良好 的 环境 效 益 。 然 而 ， ２ 工 艺 在 脱 氮 和 除 磷 的 机 理 上 存 在 Ａ／ ０ 着 一 定 的相 互 制 约 ， 回流 污 泥 中 的硝 酸 盐 、 泥 龄 污 及 进 水 碳 源 是 平 衡 脱 氮 与 除磷 效 率 的 重 要 因 素 。 为此 ，研 发 经 济 高效 的脱 氮 除磷 新 工 艺 技 术 成 为 重 点 方 向 。本 文 所 述 的高 效 能 脱 氮 除 磷 工 艺 技 术 指 的是 在 同一 反 应 器 中 同时 发 生 ２种 及 以上 不 同 类 型的生化反应 。它们在兼具脱氮除磷功 能的同 时 ， 有 减 少 反 应 器 体 积 、 效 利 用 碳 源 ， 约 能 具 有 节 源等优势 ， 符合节能减排和可持续发展的理念 。
一
硝 化 菌 的发 现 和 微 环 境 理 论 的发 展 ，硝 化 和 反 硝 化 就 可 以 同时 在 一 个 具 有 好 氧 条 件 的 反 应 器 内完 成 得 到证 实 了 ，即 同步 硝化 反 硝 化 （Ｎ 。 Ｓ Ｄ） 与传 统 生 物脱 氮 工 艺相 比 ，Ｎ Ｓ Ｄ工 艺 具 的优 势 主要 表 现 在 ：可 有效 地 减 少反 应 器 数量 和 尺 寸 ； 可 减少 甚 至 不需 要 投加 碳 源 ， 且 硝化 的耗碱 与反 硝 而 化 的产 碱 可 以得 到 良好 地互 补 ；可 缩短 反 应 时 间 。
省 能耗 、 进一 步减 少碳 源 的需求 和提高脱 氮 的效率 。 目前 ，对 Ｓ Ｄ 生物 脱 氮 技 术 的研 究 主 要 集 中 Ｎ 在 氧 化 沟 、 Ｂ Ｓ Ｒ等 反应 器 系 统 。而 溶 解 氧 、 Ｒ Ｃ、Ｂ 碳 氮 比 （ ／ 、 生 物 的 聚集 形 态 、Ｈ和 温 度 是 影 响 ＣＮ）微 ｐ 同步 硝化 反 硝 化 的 主要 因素 。 控 制 适 当 的溶 解 氧浓 度对 于 实现 同 步 硝 化 反 硝 化 相 当重 要 ，许 多 生 产 性 试 验 的结 果 为 ０５～ ． １０ｍ ／。 ｎｈ 发现 当溶解 氧浓 度在 ０５ｍ ／ ， ． ｇＬ Ｍｕ ｃＮ ． ｇ Ｌ时
１ 高效能 污水 生物脱 氮除磷工 艺
１１ 同步硝 化 反 硝 化 。
按照传统水处理理论 ，硝化被认为是氨氮经 过 亚 硝 酸 盐 向硝 酸 盐 的 自养 型 转 化 ；而 反 硝 化 则
直 被 认 为 是 一 个 缺 氧 （ 厌 氧 ） 程 ， 氮 必 须 或 过 脱 顺 序 经过 硝 化 和 反硝 化 工 艺 。近 年 来 ， 由于 好 氧反
决 和处 理传 统脱 氮 除磷 工艺 中存 在 的矛 盾关 系 和弊端 ， 提高 传统 工艺 脱氮 除磷 的效果 ， 述 了同步 硝化 反硝 化 、 综 反硝 化 除磷
和 厌氧 氨氧 化 、 反硝 化与 甲烷化 等经 济高效 的污水生 物脱 氮除磷 处 理技术 。 关 键词 ： 氮除 磷 ； 脱 同步 硝化反 硝化 ； 反硝 化 除磷 ； 氧氨氧 化 ； 硝化 与 甲烷化 厌 反
亚硝酸型的 Ｓ Ｄ可明显地减少氧气的供 给从而节 Ｎ
收 稿 日期 ：０ １ １— ８ ２１－０２ 作者简介 ： 芮旭 东 （９ １ ， ， 苏武 进人 ， 级工程 师 ， １７ 一） 男 江 高 从
事城 市污 水处 理厂工 程 建设管 理工 作 。
反硝化速率基本与硝化速率相等 ，从而可获得有效 的同步硝 化反 硝化 效果 。邹 联沛等 嘲 通过 在 ＭＢ Ｒ中 Ｄ Ｏ对 同步 硝化 反 硝化 的影 响 的研 究 ， 果 表 明 ， 结 溶 解 氧 浓度 为 １ｍ ／ 右 ， 度 为 ２ ￣ 进 水 ｐ ｇＬ左 温 ４Ｃ， Ｈ值 为 ７２ Ｃ Ｄ、 Ｈ 一 和 Ｔ 的 去 除 率 分 别 为 ９ ％ 、 ． ， Ｏ Ｎ Ｎ Ｎ ６ ９ ％和 ９ ％。吕锡 武等 用 Ｓ Ｒ研究 了溶解氧浓度 ５ ２ Ｂ 对 同步硝 化反 硝化 的影 响 ，他 指 出在一定 溶解 氧浓 度范 围 内 ， 去除率 随溶解氧浓度 的降低而升 高 。 总氮 Ｐｃａａ 发 现 易 生 物 降解 Ｃ Ｄ 比例 的增 加 能 ｏｈｎｔ Ｏ 提 高 同步 硝 化 反 硝化 效 果 。高 飞『等 利 用 Ｓ Ｒ进 ２ ｌ 】 Ｂ 行 同步 硝化 反 硝化 的 实验 研究 得 出 ，当进 水 碳 氮 比越 高 ， 出水 总氮 越 低 ， 去 除率 相 应 也 越 高 。高 其 艳玲［ ９ １ 等通过 生物脱 氮反应器 同步硝 化反硝化研 究 ， 果表 明 ，Ｎ去 除 率却 随着碳 源 的增 加 逐渐 提 结 Ｔ 高， 氨氮的去除率随着碳源的升高而明显下 降。 Ｐ ｃａａ等［利用 Ｓ Ｒ处 理厌 氧塘 出水 时 发现 ， ｏｈｎ １ 明 Ｂ 絮体 平 均 粒径 为 ３２ ｍ、５ ｍ 时 ，Ｎ ８ １５ Ｓ Ｄ的效 率 分别为 ９．％和 ２ ． 当粒径 为 ７ ｍ时 ，Ｎ 的 ８５ ６ ％； ３ ７ ＳＤ 效率仅为 ４ ％ （ Ｏ范围为 ０ ２ ｇ ） ． Ｄ ３ ． ． ｍ ／ 。李军等 ３ ５ Ｌ 叫 用 ＳＢ 利 Ｓ Ｒ研究 生物膜 厚度对 Ｓ Ｄ的影响 ， 现在 Ｎ 发 Ｄ Ｏ浓度 为 ３０ ３ ｇ ． ．ｍ／ ～ ８ Ｌ的条件下 ，不 同载体生 物膜 厚度逐渐变小时 ，对 Ｎ Ｎ的容积去除率基本没有 Ｈ一 影响 ；而对 Ｔ Ｎ的容积去除率随着生物膜厚度减小 而降低 。当载体生物膜 的厚度小于 ０８ ｍ时 ， ．ｍ 因为 反硝化效果的下降严重影响了 Ｔ Ｎ的去除能力 。 根 据 ｐ 和 温 度 对 硝 化 和 反 硝 化 反 应 速 率 的 Ｈ 影 响规律分析可得 ， 同步硝化反硝化 的最适 ｐ Ｈ值 和温 度分 别 为 ７５和 １ ℃ 一２ ℃ 。 ． ０ Ｏ
