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衛生院污水處理設備追求實用

化，甚至影響人類健康，所以研究開發經濟、高效的脫氮除磷新工藝是解決水體污染問題的關鍵。脫氮除磷方法主要有物理、化學、生物方法，但是物化法投入大，容易造成二次污染，而生物法投入小，成本低，無二次污染。故生物法將是今后污水處理的主流方法。

　　1、生物脫氮除磷原理

　　一般來說，生物脫氮過程分為三步：第一步是有機氮在氨化菌的作用下，分解、轉化為氨氮。第二步是氨氮在硝化細菌的作用下，進一步分解、氧化為硝態氮。第三步是在缺氧狀態下，反硝化菌將硝化過程中產生的硝態氮還原成氣態氮，排放到大氣中。有研究表明:在硝化和反硝化的過程中，有些細菌能利用亞硝酸根或硝酸根作為電子受體直接將氨態氮氧化為氣態氮。這一發現將為新型脫氮工藝的研發奠定理論基礎。

　　生物除磷是指聚磷菌在厭氧條件下吸收磷，在好氧條件下過量釋放磷的一種生理變化現象，這一現象被稱為luxuryuptake現象。有研究發現：有一種兼性反硝化細菌能將硝酸根做為電子受體，將

傳統生物脫氮除磷工藝中存在的問題

　　傳統的脫氮除磷工藝總的說來存在微生物混合培養問題、碳源問題、泥齡問題、回流污泥中硝酸鹽問題等。單級SBR反應器在空間上是混合的，使得硝化菌，反硝化菌等混合在一起抑制了反應的進行且存在碳源不足的問題。A2/O工藝即厭氧/缺氧/好氧工藝具有內回流系統會將硝酸根帶回缺氧池不利于聚磷菌聚磷，使得除磷效果不明顯。其脫氮效果很難再通過改進的方式提高。氧化溝工藝是活性污泥法的一種變形，容易出現污泥膨脹造成污泥排量大，在同一溝中溶解氧濃度難以控制，故對脫氮能力有限而且除磷率較低。因此，為了獲得更好的脫氮除磷效果需進一步對舊工藝進行改造或研發新工藝。

　　3.1 微生物的生長條件受限

　　污水的脫氮除磷是多種微生物共同作用的結果。傳統的生物脫氮除磷工藝一般是單一的懸浮污泥生長系統，不能同時滿足所有微生物(硝化菌、反硝化菌、聚磷菌等)的生長條件，故系統的脫氮除磷難以到達理想效果。

　　3.2 碳源問題

　　系統中碳源的消耗主要在反硝化、聚磷菌的厭氧釋磷及異養菌的代謝等方面。由于污水中易降解的有機物產生碳元素有限，而反硝化反應與厭氧釋磷的反應速率都與碳源有著很大關系，要使脫氮除磷都達到良好效果還需進行深入研究。

　　3.3 泥齡問題

　　較長的泥齡是獲得良好硝化效果的重要保證。而聚磷菌繁殖快，世代周期短，且生物除磷是通過排放剩余污泥實現的。如果泥齡過長，那么在硝化過程中活性污泥的活性就會降，而且會影響聚磷菌對磷的吸收。從而導致活性污泥中糖類物質的累積及非聚磷菌的的增長，使除磷效果大幅度降低。所以為了兼顧脫氮除磷對泥齡的要求，通常將系統控制在一個泥齡較窄的范圍內運行，但實際運行中系統的脫氮除磷效果還是經常出現不穩定的情況。

　　3.4 回流污泥中的硝酸鹽問題

　　在脫氮除磷系統中，硝化菌、反硝化菌、聚磷菌參與整個系統的循環運行并起著重要作用。常規工藝中，缺氧區設在好氧區前，故好氧區污泥回流不可避免地將部分硝酸鹽帶入缺氧區。而在缺氧區中反硝化菌會與聚磷菌競爭底物，從而無法滿足聚磷菌的正常生長代謝，導致除磷效果降低。

　　4、生物脫氮除磷新工藝

　　基于傳統生物脫氮工藝存在的問題及

化氫(AR)、七水合)、重鉻酸鉀(AR)、磷酸(AR)。

　　1.3 分析方法

　　COD：測定根據《GB11914-2017水質水質化學需氧量的測定-重鉻酸鉀法》。

　衛生院污水處理設備追求實用　TOC：利用磷酸處理待測樣品，去除水樣中的無機碳，然后利用過硫酸鈉將廢水中的有機物氧化成二氧化碳，最后由數據處理把二氧化碳氣體含量轉換成水中有機物的濃度。

　　pH：測定根據《GB6920-86水質pH的測定-玻璃電極法》，pH值由測量電池的電動勢而得。

　　BOD5：測定根據《HJ505-2009水質五日生化需氧量的測定-稀釋與接種法》。

　　1.4 實驗方法

　　pH：將100mL廢水的pH調至2.0，2.5，3.0，3.5，4.0，4.5，加入1.2g七水合和1mL30%雙氧水，反應2h后，加入30%氫氧化鈉將廢水pH調至8~9，靜置2h后，取其上清液測COD，上清液過0.45μm濾膜后測TOC。

　　雙氧水投加量：將100mL廢水的pH調至4.0，加入1.2g七水合，控制雙氧水投加量為0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.2mL，反應2h后，加入30%氫氧化鈉將廢水pH調至8~9，靜置2h后，取其上清液測COD，上清液過0.45μm濾膜后測TOC。

　　七水合投加量：將100mL廢水的pH調

一直增大，但是當七水合的投加量超過0.6g時，COD去除率基本不變。這是由于七水合投加量低于0.6g時，廢水中過氧化氫是過量的，Fe2+作為催化劑遠遠不夠，廢水中所產生的·OH的量是由催化劑的量決定的。當七水合投加量超過0.6g時，廢水中COD的去除率變化不明顯，這是由于廢水中Fe2+過量，繼續加入Fe2+，對廢水的去除效果影響較小，并且過量的Fe2+會被廢水中的過氧化氫氧化成Fe3+，影響羥基自由基的產生，從而COD去除率會到達值后減小。隨著廢水中Fe3+的增加，Fe3+具有混凝沉淀效果，去除率廢水中的膠體、懸浮顆粒物等，所以TOC去除率一直增大，最終可以得出0.6g是七水合的投加量，即每升廢水中的七水合的投加量為6g。

　　2.4 不同反應時間對氟硅唑農藥廢水處理效果的影響

　　考察不同反應時間對氟硅唑農藥廢水處理效果的影響，結果如圖4所示，由上圖可知，廢水中TOC去除率在30min后已經達到穩定狀態，已經變化不明顯。由于廢水中過氧化氫和七水合的投加量都是相同的，所以廢水中部分容易降解的含碳有機物在30min已經達到基本去除。然而COD去除率隨著反應時間的增加而增加，當反應時間超過75min時，COD去除率變化已

至4.0，雙氧水投加量為0.6mL，控制七水合投加量為0.4g、0.6g、0.8g、1.0g、1.2g，反應2h后，加入30%氫氧化鈉將廢水pH調至8~9，靜置2h后，取其上清液測COD，上清液過0.45μm濾膜后測TOC。

　　反應時間：將100mL廢水的pH調至4.0，加入0.6g的七水合，加入0.6mL雙氧水，反應時間分別為30，45，60，75，90，120m

產生問題的原因，本著尋找高效、經濟、適用工藝的原則，近年來新的生物脫氮除磷工藝不斷被研發出來，如改進型DEPHANOX工藝、BCFS工藝、SHARON-ANAMMOX聯合工藝等。改進型DEPHANOX工藝具有獨立的硝化系統，將硝化，反硝化反應分開解決了碳源不足問題及微生物混合培養問題。BCFS工藝是一種改進的氧化溝組合工藝，污泥產生量大幅度減少，且提高了除磷率

硝酸根轉化為氣態氮，并產生生物除磷作用。總而言之，生物脫氮除磷就是利用微生物的代謝活動將有機氮及有機磷分解、轉化。

　　2、傳統生物脫氮除磷典型工藝

　　傳統生物脫氮除磷工藝大體上可以分為2大類，一是按時間順序分布的，如SBR工藝;二是按空間順序分布的，如A2/0工藝。而氧化溝工藝既是按時間順序分布的工藝，也是按空間順序分布的工藝。這些工藝已被廣泛研究并應用，同時取得了較好效果。

　　2.1 SBR工藝