32-1 城市污水生物除磷脱氮工艺中的矛盾关系及对策-华光辉

32-1 城市污水生物除磷脱氮工艺中的矛盾关系及对策-华光辉Ó城市给排水Ó城市污水生物除磷脱氮工艺中的矛盾关系及对策华光辉张波提要目前,城市污水处理厂的处理对象包括COD、BOD5、SS和氮、磷等营养物质。就氮磷脱除而言,一般需涉及硝化、反硝化、微生物释磷和吸磷等过程。由于各过程的要求不同,在同一污水处理工艺系统中就不可避免地产生了各过程间的矛盾关系。针对泥龄问题、碳源问题、硝酸盐问题、系统的硝化和反硝化容量问题、释磷吸磷的容量问题进行了探讨。关键词污水处理生物除磷脱氮工艺系统矛盾关系城市污水(生物)处理技术经历了三个发展阶段。在污水处理技术发展初期,人们认识到有机污染对环境生态的危害,从而把好氧性的有机污染物(COD)和悬浮固体(SS)的去除作为污水处理的主要目标。到六七十年代,随着常规二级生物处理技术在工业化国家的普及,人们发现仅仅去除COD和SS是不够的。氨氮(NH3-N)的存在依然导致水体的黑臭或溶解氧降低,这一问题的出现使常规二级生物处理技术从单纯的有机物的去除发展到有机物和氨氮的联合去除,即污水的硝化处理。到七八十年代,由于水体富营养化问题日益严重,污水氮磷去除的实际需要使二级生物处理技术进入了具有除磷脱氮功能的深度二级生物处理阶段。所以,今天的城市污水处理厂的处理对象包括COD、BOD5、SS和氮、磷等营养物质。这就要求在同一污水处理工艺系统中同时具备多种处理功能。一般来说,只要污水中没有大量难降解有机物,COD的去除是比较容易实现的。而氮磷脱除则比较复杂,一般需涉及硝化、反硝化、微生物释磷和吸磷等过程。上述每一个过程的目的不一样,对微生物组成、基质类型及环境条件的要求也不一样。例如,硝化需要长泥龄的硝化菌和好氧条件,反硝化则需要短泥龄的脱氮菌和缺氧条件;释磷需要短泥龄的聚磷菌和厌氧条件,而吸磷则需要好氧条件。由于各过程的要求不同,在同一污水处理工艺系统中就不可避免地产生了各过程间的矛盾关系。如何处理好这些矛盾关系,使各自所需的反应条件有机地结合起来从而达到处理目的,是一个重要而艰巨的课题。1泥龄问题作为硝化过程的主体,硝化菌通常都属于自养型专性好氧菌。这类微生物的一个突出特点是繁殖速度慢,世代时间较长。在冬季,硝化菌繁殖所需的世代时间可长达30d以上;即使在夏季,在泥龄小于5d的活性污泥法中硝化作用也十分微弱。聚磷菌多为短世代微生物,为探讨泥龄对生物