传统生物除磷脱氮工艺和反硝化除磷工艺对比_刘洪波

工业用水与废水INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.37No.6Dec.,2006基金项目:教育部新世纪人才支持计划(NCET-05-0387);高等学校博士点基金(No.20050247016)收稿日期:2006-06-07;修回日期:2006-08-09传统生物除磷脱氮工艺和反硝化除磷工艺对比摘要:介绍了传统生物除磷脱氮和反硝化除磷的机理,比较了几个有代表性的传统除磷脱氮工艺和反硝化除磷工艺。通过分析认为反硝化除磷菌(DPB)能够以硝态氮为电子受体,从而大大节省耗氧量,缓解常规工艺对外加碳源的需求。如何在不增加工艺流程复杂性的同时,在工艺中充分富集DPB是反硝化除磷的关键。关键词:生物除磷脱氮;反硝化除磷;反硝化除磷菌中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:!1009-2455(2006)06-0004-04ComparisonbetweentraditionalbiologicalnutrientremovalprocessanddenitrifyingdephosphatationprocessLIUHong-bo,LIZhuo,MIAOQiang-qiang,XIAOSu-lin,XIASi-qing(StatekeyLaboratoryofPollutionControlandReuse,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Themechanismoftraditionalbiologicalnutrientremovalanddenitrifyingdephosphatationwereintroduced,meanwhile,severaltypicaltraditionalnutrientremovalprocessesanddenitrifyingdephosphatationprocesseswerecompared.Theanalysisindicatedthat,DPBcouldusenitrate-nitrogenaselectronacceptor,whichgreatlysavedtheconsumptionofoxygenandreducedthedemandofconventionalprocessforexternalcarbonsource.ThekeypointofdenitrifyingdephosphatationwashowtomakefulluseofDPBwithoutcomplicatetheprocessflow.Keywords:biologicalnutrientremoval;denitrifyingdephosphatation;processcomparison刘洪波,李卓,缪强强,肖苏林,夏四清(同济大学污染控制与资源化国家重点实验室,上海200092)污水处理工艺中的除磷脱氮过程,通常称之为深度二级处理阶段。此阶段氮、磷的去除可用化学法,也可用生物法。生物法除磷脱氮工艺因其具有经济、安全有效、污泥相对易处理等优势,广泛应用于大型综合污水处理系统。1生物除磷脱氮机理比较1.1传统生物除磷脱氮机理生物脱氮需要经过2个阶段:在好氧环境下硝化菌将氨氮氧化为硝态氮,在缺氧环境下反硝化菌将硝态氮还原为氮气。污水生物除磷技术来源于微生物的超量吸磷现象。在厌氧条件下(无分子氧和硝态氮),兼性菌通过发酵作用将溶解性化学需氧量转化为挥发性有机酸(VFAs),聚磷细菌(PAO,Poly-phosphate-accumulatingorganisms)将VFAs转化为聚羟基烷基酸(PHA,Polyhydoxy-alka-noates,其主要形式是PHB,Poly-в-hydroxybuty-rate),聚磷菌合成PHA所需的能量少部分来自细胞内糖的酵解,大部分来自磷酸盐的释放;在好氧条件下,聚磷菌(PAO)活力得到恢复,利用O2为最终电子受体氧化细胞内PHB获得能量,再从废水中过量摄取磷酸盐,并以高能聚磷酸键的形式存储能量,通过排除富磷污泥达到去除磷的目的[1-2]。由于生物脱氮和生物除磷过程均需要有机物作为供氢体,在污水中碳源不足的情况下,除磷菌和反硝化菌会争夺碳源。在我国南方地区污水COD的质量浓度普遍较低(进水COD质量浓度小于200mg/L的情况比较普遍),氮磷含量相对较高,此矛盾就更为尖锐。1.2生物反硝化除磷机理有研究表明,在活性污泥中存在着反硝化除磷菌(DPB,DenitrifyingPhosphorusRemovingBacte-·4·ria),该细菌在缺氧反硝化的同时还可摄取磷;反硝化除磷工艺就是利用这一原理,将反硝化和除磷这两个过程合二为一,达到同步除磷脱氮目的。DPB具有同