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   低碳运行技术在污水生物处理工艺中的应用分析

  作者:王勇 来源:科学与信息化

  3.2 反硝化除磷工艺

  在一般脱氮除磷生物处理工艺中生物脱氮和除磷是互相独立的,各自通过不同种类的菌群在不同的循环过程中完成的生物过程。但在工程实践中发现一类可以在缺氧环境下摄磷,同时又能将NO2—/ NO3—还原为N2,即完成反硝化的细菌。这种特殊的菌种被称为反硝化聚磷菌(DPB)。DPB将生物脱氮、生物除磷两个单一循环组合到一起,通过厌氧-缺氧循环实现脱氮除磷,可以节省约50%的COD和30%的氧气。

  目前,已有DPB成功应用的生物脱氮除磷技术,如BCFS。

  3.3 短程硝化/反硝化(SCND)工艺

  SCND工艺是将硝化反应控制在亚硝化阶段,然后直接进行反硝化的脱氮工艺。与传统生物脱氮相比有以下优点:①将硝化反应控制在亚硝化阶段可节省进一步氧化到硝态氮所需的O2,直接在亚硝化阶段进行反硝化可减少将硝氮还原到亚硝态氮的碳源,因而降低了能耗和药耗,减少了运行费用;②由于反应进程/时间缩短,反应器容积可减少30%~40%,可降低建设费用。

  稳定的实现亚硝化是SCND工艺的关键,亚硝化技术中有中温亚硝化(SHARNON)和生物膜内硝化亚硝化(CANON)两种。然而,该技术的实现依赖于温度、PH、DO、SRT等条件的严格控制。

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        4 自养脱氮(ANAMMOX)工艺

  厌氧氨氧化(ANAMMOX)是一种可持续生物脱氮工艺,利用某种自养型微生物在厌氧/缺氧条件下,以亚硝态氮/硝态氮为电子受体(氧化剂),以氨氮为电子供体,将氨氮氧化为N2。

  自养脱氮工艺具有能耗低和无须外加碳源等低碳优点。但是由于培养自养型氨氧化细菌的时间自养长,导致工艺启动周期长,对温度、PH和DO等条件要求苛刻,一般适用于水温较高或氨氮浓度较高的污水。

  5 同步硝化反硝化(SND)工艺

  当反应器中同时存在异养硝化菌和好氧反硝化菌,同时存在好氧环境与缺氧环境时,硝化、反硝化反应可同步发生,硝化反应的产物可直接成为反硝化反应的底物。SND的优点有:①硝化阶段和反硝化阶段在同一反应器中,有机物的氧化、硝化和反硝化同时实现,既提高脱氮效果,又节约曝气和混合液回流所需的电能;②反硝化可以补充硝化消耗的碱度,对于进水碱度不足的污水项目可减少化学药剂投加;③由于硝化反硝化同步,可一定程度避免亚硝态氮氧化为硝态氮、硝态氮还原为亚硝态氮的多余反应,节约O2和碳源。但是要实现SND,需要对温度、PH、DO、COD/N等进行严格的控制。

  6 结束语

  在污水处理工艺设计时,无论是新建项目还是提标改造,优先考虑节碳的脱氮除磷工艺;使得在污水处理过程,减少甚至避免外部碳源、化学药剂的投加,减少曝气供氧量、減少或避免污泥或混合液回流等环节,从而实现污水处理的低碳运行。

  总之,低碳运行技术的原则是:以开发剩余污泥有机能源为核心,以低碳机理为导向,工艺优化为手段,辅以设备能效提升。不仅能实现“低碳生产”,亦能一定程度上提升污水处理环保性能,缓解“污染转嫁”、“温室效应”。

  参考文献

  [1] 马有方,田村学.生物净化环境技术[M].北京:化学工业出版社,1990:77-78.

  [2] 程树培.环境生物技术[M].南京:南京大学出版社,1994:134.

  [3] 高廷耀,夏四清.城市污水生物脱氮除磷机理研究进展[J].上海环境科学,1999,(18):16-18. 

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