展望污水处理工艺的相关研究及运用

范路煌

【摘要】最近几年，我国社会经济取得了较为显著的发展成效，随之而来的是越来越严峻的污水处理问题。由于大部分污水中的氮磷元素含量较大，对环境的负面影响较为严重，如果没有及时处理好污水就会给人们的生存环境造成负面影响，导致水体富营养化的问题。基于此，我们应该认真研究污水处理工艺，并重点探究污水脱氮除磷工艺，充分发挥污水处理工艺的自身作用才能为人们提供良好的水源环境。本文主要从污水处理工艺角度对污水脱氮除磷工艺进行了相关的探讨，展望了污水处理工艺的未来发展。

【关键词】污水处理；脱氮除磷；技术工艺；研究

一、引言

在实际生活过程中，污水处理工作是一种比较常见的工作，污水的主要来源就是生活污染、农业以及工业生产过程中造成的污染。大量氮磷元素进入水体，导致水体自净能力难以有效完成，从而破坏了城市水域的生态环境。因此，污水排人城市水域前，必须严格清除污水中所含的氮磷元素，以促使城市水环境保持同时，回收氮磷元素，最终达到循环利用的目的。

二、生物脱氮除磷工艺的原理

生物脱氮除磷工艺的原理主要可以分成三大类，一类是氨化作用，一类是硝化作用，还有一类是反硝化作用。首先，是将污水中的蛋白氮、有机氮在好氧条件下，经氨化菌转化为氨氮，此即氨化作用；其次，在硝酸菌作用下持续转化为硝酸盐氮，此即硝化作用；最后，在缺氧条件下，经反硝化细菌作用之下，促使硝酸盐氮还原为氮气自污水中溢出，此即缺氧反硝化作用；经过上述三个层次配合，一个完整的脱氮循环过程即告形成。而从生物除磷层面来讲，主要是利用污水之中的聚磷菌类微生物，在厌氧条件下，相继释放出体内的磷酸盐，产生能量吸收快速降解的有机物，转化为聚β羟丁酸储存起来；而当此类聚磷菌进入好氧条件时，便可自动降解体内存储的聚β羟丁酸产生能量，用作细胞合成及磷元素吸收，形成高磷污泥排出系统外，达到污水除磷的效果。

三、当前的污水脱氮除磷工艺研究分析

（一）AB工艺的相关研究

这种污水处理工艺主要是利用生物吸附以及生物降解的方法进行活性污泥处理，AB工艺对污水中氨氮元素的去除率相应高于传统活性污泥法，但此工艺对氮磷深度清理的能力较差，所以需给予改进，以便达到水质净化的标准要求。主要改进措施可采取增加污泥回流装置，强化C源利用率，以充分清理污水中的氮磷。笔者实践发现经改进后的AB工艺，在当前多数污水处理厂均较为适用。

（二）A/0工艺的相关研究

这类污水处理工艺的主要原理就是借助聚磷菌在好氧和厌氧条件下的反应实现去除磷元素的任务，是最基础的生物脱氮除磷工艺，工艺操作所需设备简单，操作要求也相应较低。但是不可置否传统A/0工艺处理后的出水水质相对较差，对于高浓度污水氮磷元素的去除效果。笔者结合近期研究发现，通过分段进水A/0工艺能够对上述缺点作出解决，相继清除高浓度水中的氮磷元素，但具体应用中可能出现丝状菌污泥膨胀情况，有待进一步改善消除此类局限性问题。

（三）A2/0工艺的相关研究分析

这种污水处理工艺的脱氮除磷水平较高，还能有效除去污水中的有机物，特别适用于浓度较高的生活污水及工业废水处理工作中。但是此工艺实施有着较高的C源要求，普遍存在脱氮及除磷两者间的碳源矛盾。当前在A2/（]工艺基础上改进而来的倒置A2/0工艺，通过以两点进水，降低初沉池停留时间，增加进水碳源有机物，也对C源不足问题予以了初步解决，但仍有待持续优化。从适用范围来讲，此工艺流程有着操作简洁、投资能耗较少、运行稳定等显著优点，较为适用于老污水厂改造范畴。

（四）氧化沟工艺的相关研究

这种污水处理工艺出现的较早，主要是借助污水硝化、反硝化反应来完成污水处理任务。近些年，国内开始广泛应用奥贝尔氧化沟工艺，具体是采取外沟道中同时实施硝化反硝化反应，有效减少反应设备数量、尺寸、氧气供给量，同时能够大幅降低碳源的投加，从而节省较多的工艺操作费用，在节能降耗背景下完成污水脱氮除磷工作。

（五）SBR工艺与SBR改进工艺的相关研究

这种污水处理工艺便于操作，加之其具有较强的脫氮除磷效果，因此得到了人们的广泛关注。较适用在常规浓度的污水处理范畴，工艺控制便捷，目前在国内中小型污水处理厂得到了极为广泛的应用。但该项工艺也非完美，尚存在着总容积利用率低、脱氮除磷效果欠缺持续稳定等缺点不足，此类缺点极大限制了SBR工艺发展。目前，基于活性污泥转移改进后的SBR工艺，相应弥补了上述缺点不足，强化了氮磷清除效率，但仍面临设备改进工艺较为复杂的情况，难以作出大范围的应用推广。除却上述方法之外，目前国内城市污水处理厂应用的脱氮除磷工艺还有CAST工艺、OCO工艺、百乐卡工艺等，但均因各类条件、技术限制，尚未得到大范围的应用推广，有待在后续发展中作出持续优化完善，因而本文中即不作逐一赘述。

四、未来污水处理技术的运用

污水处理技术的未来发展局势较为广阔，因此其运用范围也较广。前瞻性污水处理技术的应用需要格外重视适应性的原则，工艺的适应性简言之就是具有足够的灵活性能够在相当长的时间内适应污水处理各种可能的方向发展。未来污水处理厂的适应性首先需要体现在对水力性能方面，污水处理厂需要能够适应最低流量、峰值流量的波动，一方面由于节水意识和措施的深入，未来污水处理厂的最低流量可能会比历史上的任何时期都低，另一方面由于气化变化导致的极端天气，雨季的峰值流量又会比以往更高，如何适应未来水量的这种变化是未来污水处理厂不容忽视的一个问题。其次，工艺的适应性还体现在如何利用现有设施来应用新的技术。例如主流厌氧氨氧化的应用需要有碳分离过程，做到传统工艺与发展中的工艺（主流厌氧氨氧化）在应用上的有效衔接，无疑对于如何走向未来至关重要。

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