强化生物脱氮除磷技术在污水处理中的研究

强化生物脱氮除磷技术在污水处理中的研究

冯莉

中核新能源投资股份有限公司

北京市西城区邮编:100037

【摘要】为解决当前污水处理过程中出现的严重依赖药剂脱氮除磷成本高的问题，提高污水净化的经济性和使用效率，本文针对污水生物脱氮除磷技术进行研究，简要分析了当前应用中的脱氮除磷的特点和工艺，提出一种新的强化生物脱氮除磷技术，以此来有效的提升污水净化的效率，以期为相关人员提供参考。

【关键词】反硝化  污水处理  生物脱氮

0、引言

随着城镇化脚步的不断加快，工业生产的速度得到了显著的提升。工农业飞速发展的过程中，不免会出现生活污水和工业废水排入进水库、河流、湖泊等地方的现象，这些含有高浓度氮磷物质的废水会使得藻类等植物大量繁殖，出现水体富营养化现象发生，最终危害人类的生命健康。当前，污水处理的成本及难度不断增加。因此，为有效解决生物脱氮的需求，强化生物脱氮除磷的新技术被提出。在新技术实际应用的过程中可以明确的发现，最初的55%的脱氮效率提高至76%，还在一定程度上降低了药剂的消耗量，从而更好的实现污水的净化效率。

1、污水脱氮除磷现状

   一般情况下，污水处理厂因城市的规格所处理的污水情况也是不同的，大型城市污水处理厂日处理量一般在每天几十万吨至百万吨，如北京的高碑店（100万吨)，小红门(60万吨）；中型污水处理厂可以达到几万吨至十万吨；小型污水处理厂从千吨至万吨，污水处理的标准也规定的是一级A标准，处理流程为预处理、AAO池、二沉池、高效沉淀池、过滤消毒。以往的处理流程，污水在不同的水利区间处理时间控制在1小时至11小时内，污水的内回流比例为240%，在处理系统的厌氧反应区段进水口位置设置碳源添加设备，在沉淀池的前面的额外置增加一个除磷类药剂的添加点。但是，因为进水口位置的污水内的碳氮比例相对较低，会造成生物脱氮的过程中出现氮源不充足的问题。基于这种情况，实际应用的过程中，污水处理厂应及时向水中添加脱磷药剂和碳源，以此来提升污水处理的效果。据资料显示，污水厂每个月碳源使用的费用约在60万元左右，除磷药剂费用在30万元左右，这种方法会在一定程度上加重污水净化的成本。脱磷除硫工艺流程示意图如图1所示。

图1  工艺流程示意图

2、生物脱氮除磷技术在污水处理的优化方案

2.1、增加内碳源及投加外碳源减轻碳源不足的问题

污水处理厂进行污水处理时，通常会遇到进水碳氮比不足的问题。因此，可以采取增加内碳源的方法解决。内碳源增加的方法，可以采用调整工艺、改变工况以及预处理氮源等方法进行。在一般情况下，污水处理厂在处理的流程中会设置初沉池的工艺，这种工艺可以在一定的程度上除去悬浮物，但是也会损失一些碳源。为了有效的减少进水碳源的流失，可以在ss/COD低于1.36的情况下取消初沉池工艺，但是，如果SS相对较高的情况下，就不应取消初沉池，因为进水中的无机悬浮物会对污水处理的相关设备造成损害。因此，要合理运用初沉池，在尽可能增加碳源的情况下，提高脱氮效率。除此之外，污水处理厂应使用提高沉砂池的水利停留时间来缓解取消初沉池带来的弊端。

2.2、优化运行，生物技术，

根据AAO污水处理工艺的流程，本着先优化运行的原则对处理流程使用生物强化除磷脱氮。针对AAO工艺而言，可以采用控制反硝化池的溶解氧浓度来提升反硝化效率也可以通过提高污泥浓度来增加生物量。在运用氧化沟工艺时，可以使用充氧设备调整和多点进水的方式进行优化。在实施减荷增效的方法时，可以采用减少进水的分流量或对生化池的扩容进行减荷，分流量减荷的方法不仅不会影响污水处理厂的正常运行，还能降低对污水处理厂带来的损失，进而可以同步进行生产和改造。扩容减荷在实施的过程中充分利用了现有的构筑物，做到了挖潜增效的效果。除此之外，在实际的运用过程中，如果想要提高脱氮除磷的效果，可以降低对除磷药剂的和碳源的依赖，以此来达到脱碳除磷的效果。因此，对污水处理的过程中加强反硝化可以在一定程度上降低硝氮的含量，以此提高脱氮的效果。另外，对除磷药剂和碳源添加的量会直接的影响到污水处理的效果，因此，精确控制投药药量和时间，可以更好的提升脱氮除磷的效果。

2.3、运用药剂投放智能控制系统

当前，药剂的投放控制系统主要是运用实时检测、分析、加药、检测反馈于一体的控制模式，但是由于污水水流特性，使得药剂投放控制系统在检测分析数据的时候出现很大的滞后性，造成实际投药量存在偏差。此外，当使用定量投药模式时，就不能根据实际的水流情况对药剂进行灵活的调整。在这样的情况下会直接影响反应效率。因此，在针对不同情况下多种投药进行分析研究后，采用一种新型的药剂投放智能控制系统。该系统主要使用方式是在化学除磷前，先设置一个实时的TP仪表，然后系统依据显示的数据对药剂的计量泵频率进行调整，从而达到可调投药的效果，不仅如此，还能在任何情况下完成只能投药的需求。通过对污水进行处理和改善，有效的控制了缺氧区域的水污染程度和好氧末端的水污染

程度。与此同时，还可以合理的对污水的回流比进行调整，使得污水处理中脱氮除磷效果得到显著的提升。通过实际操作，可以发现药剂投放智能控制系统可以进一步的提高脱氮的效率，脱氮率从最初的55%提高至76%，进一步的降低了药剂的消耗量、投药的费用以及成本，有效的提升了污水处理的效果和使用性。智能投药控制工艺流程如图2所示。

图2  智能投药控制工艺流程

2.4、反硝化效果的提升

    为了有效的提升污水在反硝化段的效果，根据反硝化的实施流程，对当前在净化池末端的硝氮值进行研究分析，当其含量超过了5.9mg/l以上，污水反硝化处理的技术是较低的。与此同时，还可以根据污水处理的水流情况进行分析，当污水在好氧区域的停留时间比较久时，并且刚好氨氮值相对较低时，就很难充分发挥反硝化的作用。因此，要加强对好氧段的改造，改造的过程中可以将前半部分变为缺氧的区域，增加污水在缺氧的阶段的停留时间，进而提高反硝化的效果。当反硝化细菌在缺氧的区域通过硝酸盐作为电站受体来完成呼吸作用，进而反应出现氮气，以此来提升反硝化的效果，为了确保缺氧段的反硝化效果的是比较好的，可以及时检查水池内氧气的含量，保障其含量低于0.5mg/L，进一步确保在反硝化的过程中其实施工序的连续性和效果。

3、结语

污水脱氮除磷的过程中，在厌氧的环境下出现的释磷对碳源的竞争和反硝化的直接阻碍着脱氮除磷技术。如果在这种情况下，使用强生化脱氮除磷技术，减少污水在反硝化阶段的停留时间，对反硝化的效果有着非常重要的作用。通过加强反硝化、提高控药精度等措施，不仅节约了其经济成本，还在一定的程度上提高了污水处理的效率。

参考文献:

[1]李激，王燕，罗国兵，等．城镇污水处理厂一级Ａ标准运行评估与再提标重难点分析 ［J］．环 境工程，2020.(7):1-12.

[2]沈昊，郭晓燕，柴萍，等．ＭＢＲ 膜生物污染的生物控制方法研究进展［J］．水处理技术，2016（12）：17-23.

[3]郭泓利，李鑫玮，任钦毅，等．全国典型城市污水处理厂进水水质特征分析［J］．给水排水，2018，54（６）：12-15．

[4]王逸飞，吉芳英，许晓毅，等．重庆城镇污水处理厂生物脱氮优化调控措施［J］．中国给水排水，2019，35（15）：１－６．

[5]许忠凤，戴海平，孙磊，等．多级 Ａ／Ｏ－ＭＢＲ 工艺对生活污水脱氮除磷的工艺研究［J］.水处理技术，2019，45.

[6] 蒋彬，吕锡武.生物脱氮除磷机理及技术研究[J].安全与环境工程，2005，12（3）：74–77 .