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中小城鎮(zhèn)污水處理廠生物脫氮除磷工藝選擇淺析

本文在說明當(dāng)前中小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)的必要性的基礎(chǔ)上，闡述生物脫氮除磷工藝機(jī)理、作用條件和選擇總則，并提出幾種適合中小城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)的脫氮除磷工藝。然后從出水水質(zhì)、總投資、占地和現(xiàn)場條件影響等方面進(jìn)行分析，說明每種工藝的適用條件和優(yōu)缺點(diǎn)，最后通過實(shí)例解析脫氮除磷工藝選擇的方法并得出結(jié)論。

隨著我國城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的顯著提高，我國農(nóng)村城市化的速度大大加快，大量的中小城鎮(zhèn)迅速興起。然而，因絕大多數(shù)中小城鎮(zhèn)沒有排水和污水處理設(shè)施，水污染嚴(yán)重，已經(jīng)影響到人民的生活和健康。又因中小城鎮(zhèn)往往處于大城市的上游，勢必影響大城市水污染治理的質(zhì)量。因此，中小城鎮(zhèn)的污水治理工作已經(jīng)得到各地政府的重視，污水處理廠的建設(shè)紛紛成為重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目被提上日程。

我國的中小城鎮(zhèn)污水處理廠因規(guī)模與大城市大型污水處理廠差異較大，因此建設(shè)大型污水處理廠的經(jīng)驗(yàn)只有借鑒的意義，所以探索適合中小城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的污水處理工藝，以最少的投資建設(shè)并以較低的費(fèi)用運(yùn)轉(zhuǎn)污水處理廠，是所有給排水工作者所面臨任務(wù)和挑戰(zhàn)。

pH做為基本的污水指標(biāo)，勢必成為供求的熱點(diǎn)，這對廣大的E-1312 pH電極制造商，比如美國BroadleyJames來說是個重大利好。美國BroadleyJames做為老牌的E-1312 pH電極制造商，必將為中國的環(huán)保事業(yè)帶來可觀的經(jīng)濟(jì)效益。我們美國BroadleyJames生產(chǎn)的E-1312 pH電極經(jīng)久耐用，質(zhì)量可靠，測試準(zhǔn)確，廣泛應(yīng)用于各級環(huán)保污水監(jiān)測以及污水處理過程。

鑒于當(dāng)前水體富營養(yǎng)化的加劇，國家環(huán)境保護(hù)總局于2002年底發(fā)布的《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(以下簡稱《排放標(biāo)準(zhǔn)》)又對城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)提出了更高、更嚴(yán)格的要求，所采用是水處理工藝在滿足有機(jī)污染去除率達(dá)標(biāo)的前提下，要同時兼具脫氮除磷的功能。綜合親身參與的十幾個城鎮(zhèn)污水處理廠的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)以及時刻對國內(nèi)外多個城鎮(zhèn)污水處理廠建設(shè)和運(yùn)行的關(guān)注，現(xiàn)謹(jǐn)就中小城鎮(zhèn)污水處理廠的生物脫氮除磷工藝淺析如下：

1生物脫氮除磷機(jī)理、作用條件和工藝選擇

生物脫氮除磷工藝一般都是除碳、脫氮和除磷三種流程的有機(jī)組合。除碳是利用細(xì)菌在有氧的條件下將有機(jī)物分解為二氧化碳和水的過程。在有充足的氧和生物量的條件下，除碳的過程可以很順利的進(jìn)行。《排放標(biāo)準(zhǔn)》中氮和磷的控制指標(biāo)分為氨氮、總氮和總磷。總氮包括有機(jī)氮、氨氮、亞硝酸鹽氮和硝酸鹽氮。

在實(shí)際的工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)受納水體的要求和其它一些實(shí)際情況，生物除磷脫氮工藝可以分成以下幾個層次：

①去除有機(jī)物、氨氮，對總氮無要求：可以采用生物硝化工藝，采用延時曝氣。

②去除有機(jī)物和總氮：因要去除總氮，應(yīng)采用生物硝化和反硝化工藝，需要在好氧反應(yīng)池前增設(shè)一個缺氧段，將好氧池中的硝酸鹽混合液回流到缺氧段，保證在缺氧的條件下，將硝酸鹽反硝化成氮?dú)狻?/p>

③去除有機(jī)物、氨氮、有機(jī)氮和總磷：應(yīng)采用除磷的硝化工藝，在好氧反應(yīng)地前增設(shè)一個厭氧段，在厭氧段內(nèi)完成磷的釋放，在好氧段內(nèi)實(shí)現(xiàn)磷的超量吸收、有機(jī)物的氧化、有機(jī)氮及氨氮的硝化。

④去除有機(jī)物、總氮和總磷：應(yīng)采用*的生物除磷脫氮工藝，在好氧反應(yīng)池前既要增設(shè)一個厭氧段又要增設(shè)一個缺氧段，以同時實(shí)現(xiàn)生物除磷脫氮。

2中小城鎮(zhèn)污水處理廠脫氮除磷工藝

中小城鎮(zhèn)污水處理廠脫氮除磷工藝選擇的主要影響因素包括：進(jìn)水水質(zhì)濃度和對出水水質(zhì)的要求、工藝流程長短、占地面積、建設(shè)投資、能耗和運(yùn)行管理等。當(dāng)然，出水水質(zhì)好、流程短、占地面積小、能耗低、投資少、運(yùn)行管理簡單的脫氮除磷工藝是工藝發(fā)展的總趨勢，我們需要根據(jù)污水處理廠的實(shí)際情況，認(rèn)真比選，最終選擇出符合實(shí)際的，好的工藝。

由上述脫氮除磷機(jī)理分析，我們可以看出脫氮過程和除磷過程之間相互限制：脫氮*，意味著因大量的結(jié)合態(tài)氧進(jìn)入?yún)捬醭厥钩姿璧?的厭氧環(huán)境受到破壞，除磷受限;磷的去除通過排放剩余污泥實(shí)現(xiàn)，SRT小，剩余污泥排放量多，在污泥含磷量一定的情況下，除磷量也就越多，而生物硝化工藝卻需要較低的負(fù)荷，較長的泥齡，因此硝化受到影響，進(jìn)而影響脫氮效果。

生物脫氮除磷工藝主要有A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝、SBR工藝、BIOLAK等從活性污泥法派生出來的工藝，均可實(shí)現(xiàn)除碳、脫氮和除磷三種流程的組合，都是比較實(shí)用的除磷脫氮工藝。

2.1 SBR衍生工藝

SBR工藝因其操作靈活性，使之易于引入脫氮除磷過程，通過調(diào)整運(yùn)行周期以及控制各工序時間的長短，來達(dá)到脫氮除磷的目的。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，常規(guī)SBR工藝往往因投資和占地面積等因素，限制其被采納，但其衍生工藝因在具備SBR工藝優(yōu)點(diǎn)的同時，又克服其缺點(diǎn)而將脫氮除磷的作用充分發(fā)揮出來而更具優(yōu)勢。

SBR衍生工藝有CAST工藝、ICEAS工藝、DAT-IAT工藝和UNITANK工藝等。ICEAS工藝和DAT-IAT工藝均采用連續(xù)進(jìn)水方式，使進(jìn)水的控制系統(tǒng)變得簡單，但是因主反應(yīng)區(qū)前面缺乏一個厭氧段，因此除磷的效果不夠理想。DAT-IAT工藝的回流比比較大，運(yùn)行費(fèi)用偏高。因此，適合小城鎮(zhèn)污水處理廠的SBR工藝非CAST工藝莫屬。