生物脱氮除磷理论与技术进展

生物脱氮除磷理论与技术进展2018年07月环保与节能生物脱氮除磷理论与技术进展马智明1,2（1.天地科技股份有限公司开采设计事业部，北京100013；2.北京工业大学建筑工程学院，北京100124）摘要：本文概述了生物脱氮除磷机理，分析了生物脱氮除磷技术的研究现状，介绍了可持续污水处理技术和碳中和运行技术，探讨并展望了生物脱氮除磷技术的发展。关键词：生物脱氮；生物除磷；可持续污水处理；磷回收；碳中和随着社会经济的发展，水资源供需矛盾日趋激化，对污废水处理后回用成为了亟待解决的问题。我国现有的城市污水处理厂主要是针对以BOD5为主的碳源污染物的去除，对氮、磷的去除率很低，而氮、磷又是导致水体富营养化的主要营养物。各种生物维持生命所必需的营养元素众多，但生物体全部生物质中97%以上是由碳、氢、氧、氮、磷5种组成的。但在自然循环中磷与其他元素的循环路径不同，磷的归宿大多是通过各种途径流入大海，沉积在深海的沉积层中，而沉入深海的磷绝大部分需要经过亿万年的地址互动才有可能被重新提升到陆地上，因此磷在自然环境中绝大部分是单向流动、不可再生，从而成为一种不可更新的资源，造成了磷矿资源危机。调查研究表明[1]，依靠现有的开采技术，可经济开采的磷矿只能再维持约50年。传统污水处理技术在去除污染物的同时直接或间接地产生了大量的温室气体，并浪费了大量能源，这些都是污水处理中需要解决的问题。本文概述了生物脱氮除磷机理，分析了生物脱氮除磷技术的研究现状，探讨并展望了生物脱氮除磷技术的可持续发展。1传统生物脱氮除磷理论与技术1.1传统生物脱氮原理污水经二级生化处理，在好氧条件下去除以BOD5为主的碳源污染物的同时，在氨化细菌的参与下完成脱氨基作用（将有机氮化合物转化为NH3）并在硝化和亚硝化细菌的参与下完成硝化作用（将NH3转化为NO2-和NO3-）；在厌氧或缺氧条件下经反硝化细菌的参与完成反消化作用（将NO2-和NO3-转化为N2排入大气）。这一过程的反应方程式为：RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH3NH+4+32O2→NO-2+H2O+2H+NO-2+12O2→NO-36NO-3+5CH4O+CO2→3N2+6HCO-3+7H2O1.2传统生物除磷原理在厌氧条件下，聚磷菌体内的ATP进行水解，放出H3PO4和能量形成ADP；在好氧条件下，聚磷菌有氧呼吸，不断地放出能量，聚