污泥反硝化除磷能力

传统活性污泥工艺运行方式的改进来源：中国论文下载中心更新时间：08-9-1 14:29 作者: 黄甦刘瑾1 传统工艺低负荷运行除磷脱氮的限度由于传统工艺运行的污水厂没有深度净化功能，也没有更多资金新建大规模污水处理厂，因此对老厂原工艺进行改进，使其成为AO或连续流间隙曝气工艺是十分必要的。

常规的活性污泥法采用的污泥负荷为0.2～0.3kgBOD5/(kgMLSS·d)，曝气池活性污泥浓度控制在2～3g/L之间，泥龄维持在4～5d以内。

由于泥龄短，活性污泥中硝化菌的增殖速率小于其随剩余污泥排出的速率，因而常规活性污泥法在满负荷的条件下，氨氮去除率低，一般仅为20%～30%。

为使按常规法设计的污水厂获得满意的硝化效果，必须减小污泥负荷，提高污泥泥龄。

在不增加曝气池容积的前提下，可采用的办法就是提高曝气池污泥浓度。

为了达到这一目标，要保证做到以下两点：一是活性污泥具有良好的沉降性能；二是曝气系统具有足够的供氧能力。

为了改善污泥的沉降性能，可采用超越初沉池的办法，这样进水中悬浮颗粒可能成为细菌絮凝的核心。

某污水处理厂采用超越初沉池的低负荷活性污泥法，严格控制曝气池溶解氧(前段1.1mg/L，中段1.6mg/L，后段2.8mg/L)，运行结果表明，BOD5的去除很好，出水平均值＜10mg/L，去除率达95.4%；NH3-N硝化相当完全，出水为0.1mg/L，硝化率为99.6%；氮磷的去除情况见表1。

超越初沉池，提高曝气池污泥浓度的运行结果表明，硝化的效果相当好，氨氮去除率达99%，但出水的总氮在20mg/L以上，去除效果还不是很理想。

某污水厂设计处理能力27 000 m3/d，实际水量为15 000m3/d，进水中很大部分为工业废水。

超越初沉池低负荷活性污泥法运行数据表明，在平均水温为26.6 ℃，MLSS为4.98 g/L，SVI为50.5 mL/g时，COD、BOD5的去除率达90%以上，出水NH3-N为3.0mg/L，硝化率为85.3%，当BOD5/TN为4.4时，总氮去除率为48.5%。

反硝化除磷反硝化除磷是用厌氧/缺氧交替环境来代替传统的厌氧/好氧环境,驯化培养出一类以硝酸根作为最终电子受体的反硝化聚磷菌(denitrifying phos-phorus removing bacteria,简称DPB)为优势菌种,通过它们的代谢作用来同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到脱氮除磷的双重目的。

应用反硝化除磷工艺处理城市污水时不仅可节省曝气量,而且还可减少剩余污泥量,即可节省投资和运行费用。

1反硝化除磷理论在对除磷脱氮系统的研究过程中发现,活性污泥中的一部分聚磷菌能以硝酸盐作为电子受体在进行反硝化的同时完成过量吸磷。

1993年荷兰Delft大学的Kuba在试验中观察到:在厌氧/缺氧交替的运行条件下,易富集一类兼有反硝化作作为电子受体,且用和除磷作用的兼性厌氧微生物,该微生物能利用Ｏ2或ＮＯ-3其基于胞内PHB和糖原质的生物代谢作用与传统Ａ/Ｏ法中的聚磷菌(PAO)相似。

针对此现象研究者们提出了两种假说来进行解释:①两类菌属学说,即生物除磷系统中的ＰＡＯ可分为两类菌属,其中一类ＰＡＯ只能以氧气作为电子受体,而另一类则既能以氧气又能以硝酸盐作为电子受体,因此它们在吸磷的同时能进行反硝化;②一类菌属学说,即在生物除磷系统中只存在一类ＰＡＯ,它们在一定程度上都具有反硝化能力,其能否表现出来的关键在于厌氧/缺氧这种交替环境是否得到了强化。

如果交替环境被强化的程度较深则系统中ＰＡＯ的反硝化能力较强,反之则系统中ＰＡＯ的反硝化能力弱,即ＰＡＯ不能进行反硝化除磷。

也就是说,只有给ＰＡＯ创造特定的厌氧/缺氧交替环境以诱导出其体内具有反硝化作用的酶,才能使其具有反硝化能力。

这两种假说都有各自的支持者,但大部分研究人员都赞同前者。

是否可作为生物除磷过程的电子受体,Vlekke(1987年)和就ＮＯ-3Takahiro(1992年)等分别利用厌氧—缺氧ＳＢＲ(anaerobic/anoxicSBR,简称Ａ2ＳＢＲ)系统和固定生物膜反应器进行了试验研究。

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。

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。

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。

第7期高峰，等:反硝化除磷技术研究进展-79-反硝化除磷技术研究进展高峰'，李明？（1.山东省德州生态环境监测中心，山东德州253000；2.德州市生态环境监控中心，山东德州253000）摘要:主要简述了反硝化除磷技术的原理及其工艺运行的主要影响因素，分析了运用反硝化除磷工艺的单污泥系统（A/O、UCT、MUCT、BCFS、SBR）和双污泥系统（A?N、Dephanox、A?N/SBR）的运行特点。

关键词：反硝化除磷；原理；影响因素；工艺中图分类号：X703文献标识码:A文章编号：1008-021X（2021）07-0079-02Application Status and Research Progress of Denitrifying Phosphorus Removal TechnologyGao Feng',Li Ming1(1.Dezhou Ecological Environment Monitoring Center of Shandong Province,Dezhou253000China；2.Dezhou City Ecological Environment Monitoring Center，Dezhou253000，China)Abstract:In this paper,the principle of denitrifying phosphorus removal technology and the main influencing factors of its operation are described,and the operating characteristics of single sludge system(A?/O,UCT,MUCT,BCFS,SBR)and double sludge system(A N,Dephanox,A?N/SBR)using denitrifying phosphorus removal process are analyzed.Key words:denitrifying phosphorus removal；principle；influencing factors；process反硝化除磷是指反硝化除磷菌在缺氧的条件下，以硝酸盐代替氧为电子受体，同步完成反硝化脱氮和过量吸磷过程。

反硝化除磷原理反硝化除磷是一种新型的污水处理技术，其原理是通过微生物的作用将废水中的硝态氮和磷酸盐转化为氮气和固态磷，从而达到净化水质的目的。

这项技术在污水处理领域具有重要的应用前景，本文将对反硝化除磷的原理进行详细介绍。

首先，反硝化除磷的原理基于微生物的作用。

在废水处理过程中，通过合理的控制氧气供应，可以创造出缺氧或无氧的环境，这种环境非常有利于一些特定的微生物生长和繁殖。

这些微生物具有反硝化和除磷的能力，它们可以利用废水中的硝态氮和磷酸盐作为电子受体和供体，从而实现硝态氮和磷酸盐的转化。

其次，反硝化除磷的原理还涉及到一些关键的微生物过程。

在缺氧或无氧的环境中，一些厌氧细菌可以利用硝态氮还原成氮气，这个过程就是反硝化。

同时，一些聚磷菌可以利用废水中的磷酸盐合成聚合磷酸盐颗粒，从而实现磷酸盐的除磷。

通过这些微生物过程，废水中的硝态氮和磷酸盐得以有效去除，从而达到净化水质的目的。

最后，反硝化除磷的原理还需要合适的环境条件和操作控制。

在废水处理系统中，需要通过合理的氧气供应和混合方式，创造出适宜的微生物生长环境。

同时，需要对系统的温度、pH值等参数进行监测和调控，以保证微生物的正常活动和作用。

此外，还需要对废水的流速、停留时间等进行合理设计，以确保微生物有足够的时间和空间完成反硝化除磷的过程。

总的来说，反硝化除磷是一种利用微生物作用将废水中的硝态氮和磷酸盐转化为氮气和固态磷的污水处理技术。

通过合理的环境条件和操作控制，可以实现废水的净化和资源化利用。

这项技术在实际应用中具有广阔的前景，对于改善水环境质量和资源的可持续利用具有重要意义。

希望本文的介绍能够为相关领域的研究和应用提供一定的参考和帮助。

污水脱氮除磷原理
污水脱氮除磷是一种常见的污水处理方法，旨在降低污水中的氮和磷含量，以减少对水环境的污染。

脱氮的原理通常采用生物脱氮方法，其中最常见的是硝化-反硝化过程。

在这个过程中，通过微生物的作用，将污水中的氨氮逐步转化为亚硝酸盐，然后再转化为硝酸盐。

同时，硝化过程中产生的氮气可以通过通气系统排出。

除磷的原理主要是通过化学反应将溶解性磷酸盐转化成不溶性磷酸盐沉淀，从而达到除磷的效果。

常用的除磷方法包括化学除磷和生物除磷。

化学除磷通常采用加入金属盐溶液（如氯化铁、氯化铝等）的方式，金属离子与磷酸盐发生反应生成不溶性的金属磷酸盐沉淀。

这些沉淀物随后通过沉淀池或沉淀池被除去。

生物除磷主要是利用某些特殊的细菌和微生物，在厌氧条件下将污水中的磷酸盐转化为多聚磷酸盐，这些多聚磷酸盐可以沉积在活性污泥中。

在后续的污泥处理过程中，这些磷酸盐有机体可以被分解，从而达到除磷的效果。

综上所述，污水脱氮除磷的原理一般是通过生物反应和化学反应，将污水中的氮和磷转化成沉淀物或沉积在活性污泥中，从而达到减少水环境污染的目的。