污水处理系统中的脱氮除磷工艺流程

摘要：市政污水处理中，脱氮除磷是非常重要的步骤，技术含量较高，对于污水处理厂生化系统的工艺技术有着非常严格的要求。本文结合某污水处理厂的实际案例，就其生化系统中的脱氮除磷运行进行了分析和讨论，希望能够保证良好的污水处理效果。

关键词：污水处理厂;生化系统;脱氮除磷;流程

中图分类号：X52 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）05-00-01

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.046

Abstract：In municipal wastewater treatment， nitrogen and phosphorus removal is a very important step with high technical content， which has very strict requirements for the process technology of biochemical system in wastewater treatment plant. In this paper， the operation of nitrogen and phosphorus removal in the biochemical system of a sewage treatment plant is analyzed and discussed， hoping to ensure a good sewage treatment effect.

Key words：Sewage treatment plant;Biochemical system;Nitrogen and phosphorus removal;Process

新時期，社会经济的发展带动了城市化进程的加快，做好污水处理工作，是保证城市正常运行的关键，必须得到市政部门的高度重视。一般情况下，污水处理厂的生化系统包含了好氧池、厌氧池、二沉池、污泥回流系统等多个组成部分，配合相应的A/O系统，能够保证良好的脱氮除磷效果。

1 实际案例

某小型城镇污水处理厂设计污水日处理规模为4×104m?，执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》（GB18918-2002）中的一级A标，以此来保证出水水质达标。污水处理厂进出水水质如表1所示。

污水处理厂在实际运行过程中，接纳的污水包括了生活污水和来自造纸、医疗乃至纺织印染等企业的工业废水，两者所占的比例分别是45%和55%。初期运行阶段，因为进水COD不超过500mg/L，因此工艺系统在运行过程中会超越水解池，来自二沉池的回流污泥（50%～100%）以及进水（50%～70%），会与来自好氧池的混合液（100%～200%）共同进入到缺氧段，30%～50%的进水则会直接传输到厌氧段[1]。

2 工艺原理

2.1 脱氮原理

2.1.1 氨化和硝化

活性污泥中，当BOD5被去除后，95%以上的有机氮会由于氨化作用生成NH3-N，硝化作用则是利用相应的微生物，对氨氮进行氧化，形成硝酸盐，其本身属于生化反应的一种。在硝化过程中，亚硝化单胞菌会将接触到的NH3-N氧化为亚硝酸盐，然后再由硝化杆菌将其转化为更加稳定的硝酸盐，相比较而言，后一个反应的速度更宽，因此在一般情况下，并不会出现亚硝酸盐累积的情况，其化学反应为：

2.1.2 反硝化

所谓的反硝化，指在缺氧条件下，污水中存在的硝酸盐被微生物还原为氮气的过程。活性污泥中所具备的反硝化菌能够在有氧条件下完成好氧生物代谢，对污水中存在的有机污染物进行氧化分解，去除BOD5;而当存在硝酸盐但是没有分子氧时，反硝化菌可以利用NO3-中的氧来实现对于有机污染物的分解，在去除BOD5的同时，也可以将NO3-中的氮元素转化为N2，相应的化学反应为：

2.2 除磷原理

污水中的磷一般是以有机磷、聚磷酸盐和正磷酸盐的形式存在，可以通过聚磷菌来完成除磷工作。在实际运行中，当处于厌氧状态时，聚磷菌可以对污水中存在的甲酸、乙酸、丙酸等容易发生生物降解的有机物进行吸收，并储存起来作为营养源，同时将自身存储的聚磷酸盐释放出来获取能量;当处于好氧状态时，聚磷菌会将自身存储的有机物进行氧化分解，以此来产生能量，并吸收污水中存在的PO43--P，存储为聚磷酸盐。通过这样的方式，排放出的剩余污泥中会含有大量的磷，污水中含有的磷则会被去除[2]。

3 工艺流程

3.1 好氧池

以1h为间隔进行取样，将实验时间设定为5h。结合取样结果分析，发现好氧池中NH3-N的含量出现了明显下降，分析原因，主要是一部分氨氮在曝气过程中出现了挥发，另一部分则因为硝化作用，转化为NO2-和NO3-，污泥中硝态氮的含量也随之上升。因为物理性挥发以及聚磷菌超量摄取的原因，污水中TP含量迅速下降，磷酸盐的去除率能够达到90%以上。

3.2 缺氧池

以1h为间隔取样，结合取样结果分析，反硝化菌会利用污水中存在的有机物，通过相应的反硝化作用，将NO3--N和NO2--N还原成N2，使得污水中NO3--N的浓度迅速下降。而在实际运行中发现，缺氧池出水口中，硝态氮的含量对比进水口有所增长，分析原因，主要是因为曝气池回流导致。污水中总磷的含量虽然有所下降，但是下降的幅度非常有限，氨氮的含量则略微下降，而且是因为物理性挥发导致。

3.3 厌氧池

以1h为间隔进行取样，结合取样结果分析，厌氧池内存在的聚磷菌会持续释放磷，吸收低级脂肪酸等部分容易发生降解的有机物，在这个过程中，污水中磷的含量会有所增加，磷酸含量由原本的0.45mg/L迅速增长到7.5mg/L，能够为后续处理提供便利。同时，硝态氮的含量会有所下降，在细胞吸收溶解性有机物后，水体中BOD的浓度会逐渐下降[3]。

4 工艺改进

以2017年国庆期间为例，该污水处理厂TN和TP的去除情况如表2所示。

结合上表分析，工艺改进前，污水处理厂出水TP不达标，而在经过有效的工艺改进后，在现有生态系统的基础上，引入了同步脱氮除磷UCT工艺，增加了厌氧区对于有机物的利用率，能够缩短水力停留的时间，同时对脱氮除磷的效果进行强化。工艺改进后，出水TP能够达到相关标准的要求。

5 结语

总之，可持续发展背景下，污水处理工作受到了社会各界的广泛关注，为了有效减少水体富营养化问题，消除水体污染，政府部门制定了更加严格的污水氮磷排放标准，对于污水处理厂脱氮除磷工艺技术也提出了更高的要求。基于此，污水处理厂应该结合自身实际，加快对于脱氮除磷技术的研究以及相关工艺的改进，提升出水水质，以此来保证污水处理的效果。

参考文献

[1]姜科，吴晓芝，金文杰.关于城镇生活污水处理厂总磷指标控制的研究[J].低碳世界，2018（12）：5-6.

[2]崔贺，杨银川，黄民生，杨乐，尹超，何岩，曹承进.基于城镇生活污水厂提标改造的新型原位强化脱氮装置试验研究[J].华东师范大学学报（自然科学版），2018（06）：12-21.

[3]朱家伟.城镇污水处理厂生化系统运行脱氮除磷流程研究[J].化学工程师，2018，32（11）：37-39.

[4]赵玉林，徐蕾.污水处理厂生化系统的脱氮除磷运行分析[J].三峡环境与生态，2009，2（05）：29-31.

收稿日期：2019-01-02

作者简介：邓健贵（1982-），男，汉族，本科学历，研究方向为环境工程。