试析可持续城市可持续污水生物处理技术

论文导读：优点,具有很好的应用前景。3.CANON工艺CANON(Completelyautotrophicnitrogenremovalovernitr12下一页
摘要：从城市污水可持续处理的观点出发, 分析了目前传统污水处理技术存在的一些弊端。本文针对传统污水生物脱氮除磷处理技术存在的问题, 提出了可持续污水处理的概念, 介绍了国内外生物脱氮除磷领域开发的若干新工艺, 为水处理工艺选择提供了新思路、新方法, 在此基础上提出了城市可持续污水生物处理工艺。
关键词：城市污水， 生物脱氮除磷 ，反硝化除磷( DPB)，可持续

前言：
从可持续发展的角度看, 污水应该首先被看作是能源与资源的载体, 而不应将其视为污染物。其实, 污水本身就是一种可以重复利用的水资源, 污水中的COD ( 化学需氧量) 是一种含能物质, 污水中的磷是一种可以回收再生的潜在磷资源, 污水的温度也是一种可以利用的能源。因此, 可持续污水处理技术应该是变纯粹的“处理” 为有意识的“回收”。可持续污水处理所采用的技术本身, 也应该具有能量与资源消耗量最低的特点。
可持续污水处理概念
针对传统污水生物脱氮除磷处理技术存在的问题, 我们提出了可持续污水生物处理技术的概念, 以尽可能的减少能耗、高效节能和污水可回用为目的的新技术, 推动污水处理技术不断前进。本概念主要包含以下几个内容: 尽可能减少COD 氧化; 尽可能大的甲烷( CH4) 产量; 尽可能低的能量消耗, 相应尽可能减少CO2 释放; 尽可能减小剩余污泥产量; 磷酸盐再生; 处理水回用。
可持续污水生物脱氮技术

1.短程硝化/ 反硝化

传统硝化是一个2 步过程, 首先由氨氮氧化到亚硝酸氨( 亚硝化或短程硝化) 进而亚硝酸氮继续氧化到硝酸氮( 硝化) 过程。长期以来, 无论是在污水生物脱氮理论上还是在工程实践中, 都认为必须使NH4+ 经历典型的硝化和亚硝化过程才能完全被去除。最近研究表明, 生物脱氮过程中出现了一些超出传统认识的新现象, 如亚硝酸型硝化, 硝化不仅可以由自养菌完成, 而且异氧菌也可以完成好氧硝化, 某些微生物在好氧条件下也可以进行反硝化作用。有些研究者在实验中发现在厌氧条件下氨氮减少的情况。从氨氮的微生物转化过程来看, 氨氮被氧化成硝酸氮是由2 类独立的细菌催化完成的2 个不同反应, 应该可以分开。对于反硝化菌无论是硝酸氮还是亚硝酸氮均可以作为最终受氢体, 因而整个生物脱氮过程也可以经NH4+ N0 N2这样的途径完成。
氧限制自养硝化反硝( OLAND) 工艺是由比利时Gent微生物生态实验室开发的。该工艺技术关键是控制溶解氧浓度, 使硝化过程仅进行到NH4+ 氧化为NO2- 阶段。由于该过程缺乏电子受体, 使得NH4+ 氧化产生的NO2- 直接氧化未反应的NH4+ 而形成N2。溶解氧浓度是硝化与反硝化过程中的重要因素。研究表明, 低溶解氧下亚硝酸菌摘自：毕业论文 格式www.7ctime.com
增殖速率加快, 补偿了由于低氧所造成的代谢活动下降, 使得整个硝化阶段中氨氮氧化未受到明显影响, 而亚硝酸氧化受到明显的抑制。研究表明, 低氧下亚硝酸大量积累是由于亚硝酸菌对溶解氧的亲合力较硝酸菌强。亚硝酸菌氧饱和常数一般为0. 2- 0. 4 g/ L, 硝酸菌为1. 2- 1. 5 mg / L 。OLAND 工艺就是利用这2 类菌动力学特性的差异, 实现了淘汰硝酸菌, 使亚硝酸氮大量积累。

2.SHARON 和ANAMM0X 联合工艺

SHARON 工艺可以通过控制温度、水力停留时间、pH 等条件, 使氨氮氧化控制在亚硝化阶段,目前尽管HARON 工艺以好氧/ 厌氧的间歇运行方式处理高氨废水取得较好的效果, 但由于在反硝化中需要消耗有机碳源, 并且出水浓度相对较高, 因此可以SHARON 工艺作为硝化反应器, 而ANMMOX工艺作为反硝化反应器进行组合工艺。SHARON 工艺可以控制部分硝化, 使出水中的NH+4 与NO-2 比例为1∶1, 从而作为ANAMMOX工艺的进水, 组成一个新型的生物脱氮工艺。联合的SHARON- ANAMMOX 工艺具有耗氧少、污泥产量少、不需外加碳源等优点, 具有很好的应用前景。

3. CAN ON 工艺

CANON ( Comp letely autotrop hic nit rogen removalover ni tr论文导读：限度的高效、经济、节能。结束语可持续污水处理概念的提出为日后污水处理厂的设计提供了新的思路,并且也为传统污水二级处理的改进提供新的解决措施。但以上所介绍的可持续污水处理新技术主要以工程试验研究成果为依据,对于该技术的研究还需进一步深入。参考文献：伊武军.资源、环境与可持续发展.北京:
it e) 工艺是将好氧亚硝酸化和厌氧氨氧化相结合的一种新型脱氮工艺。其原理是好氧氨氧化菌及厌氧氨氧化菌具有共生关系。

4.同时硝化反硝化

近年来好氧反硝化菌和异养菌的发现以及好氧反硝化、异养反硝化等研究的进展, 奠定了SND 生物脱氮的理论基础。当好氧环境与缺氧环境在1 个反应器中同时存在, 硝化和反硝化在同1 个反应器中同时进行称为同时硝化反硝化。同时硝化反硝化不仅可以发生在生物膜反应器中, 如流化床、曝气生物滤池、生物转盘; 也可以发生在活性污泥系统中, 如曝气池、氧化沟。与传统生物脱氮工艺相比, SND 工艺具有明显的优越性, 主要表现在: 硝化过程中碱度被消耗, 而同步反硝化过程中产生了碱度, SND 能有效地保持反应器中pH 稳定, 而且无需另外添加碱, 节省运行费用。SND 意味着在同一反应器, 相同的操作条件下, 硝化反硝化能同时进行。如果能保证好氧反应器中一定效率的硝化反硝化反应同时进行, 那么对于连续运行的SND 工艺污水处理厂, 可以省去缺氧池的费用, 或至少减小其容积。对于仅由1 个反应池组成的SBR 反应器而言, SND 能够降低实现完全硝化反硝化所需的总时间。
可持续污水除磷工艺
最近研究发现, 存在反硝化除磷细菌( DPB) 能在缺氧( 无O2 但存在NO3- ) 环境下摄磷。DPB 被证实具有同PAO极为相似的除磷原理, 只是它们氧化细胞内贮存PHA 时电子受体不同而已( PAO 为O2, 而DPB 为NO3- ) 。这使得摄磷和反硝化( 脱氮) 这2 个不同的生物过程借助同1 个细菌在同1 个环境中完成。其结果, 摄磷和脱氮过程的结合不仅节省了脱氮对碳源的需要, 而且摄磷在缺氧环境内完成可缩小曝气区的体积( 亦节省能源) , 产生的剩余污泥量也有望降低。
DEPHANOX 工艺。典型的反硝化除磷工艺为DEPHAONX[ 4] 。回流污泥完成在厌氧池中的放磷和PHA 储备后在中间沉淀池中泥水分离; 分离后的上清液直接进入好氧固定膜反应池进行硝化;沉淀的污泥则跨越固定膜反应池进入缺氧反应池内同时完成反硝化和摄磷( 关键步骤) ; 脱氮和摄磷后的混合液再进入曝气池再生( 氧化细胞内残余的PHA) , 使其在下一循环中发挥最大放磷和PHA 储备能力。该工艺不仅可以达到稳定的磷和氮的去除, 而且还可以减少50%的COD 需求量和减少30%的需氧量以及减少50%的产泥量。
可持续城市污水处理推荐工艺
以上污水脱氮除磷的新工艺在很大程度上可以解决目前传统生物处理技术存在的问题, 为实现可持续污水处理, 可以将亚硝酸型生物脱氮、反硝化除磷等新工艺进行优化组合作为推荐工艺应用到城市污水处理中, 做到最大限度的高效、经济、节能。
结束语
可持续污水处理概念的提出为日后污水处理厂的设计提供了新的思路, 并且也为传统污水二级处理的改进提供新的解决措施。但以上所介绍的可持续污水处理新技术主要以工程试验研究成果为依据, 对于该技术的研究还需进一步深入。
参考文献：
[ 1] 伊武军. 资源、环境与可持续发展. 北京: 海洋出版社, 2001.