反硝化除磷污水处理工艺的主要影响因素探讨

反硝化除磷污水处理工艺的主要影响因素探讨

舒慧杰,沈淳钢

海宁紫光水务有限责任公司  浙江省海宁市 314400

摘要：随着我国城市化建设进程的逐步推进，人口数量越来越多，排放的生活污水量也在随之增加。大量生活污水排放到自然水体中，就会加剧水体富营养化。对此，要想保护好水体资源，就需要去除其中的有害物质，使污水达标，这也是控制水体污染的有效举措。但是，这种方法的使用会增加能源消耗。所以，必须寻求经济高效的污水处理工艺，加大对污水领域的治理力度。鉴于此，本文围绕反硝化除磷污水处理工艺的主要影响因素展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

关键词：反硝化除磷；菌群；污水；影响因素

1.反硝化除磷意义

反硝化除磷污水处理主要是在缺氧环境以及厌氧环境的交替下，以反硝化聚磷菌（DPAOs）为主导菌群，以电子供体为微生物胞内的PHB，以硝酸盐为电子受体，在反应过程中，好氧吸磷过程和碳源明显降低，污泥的产量也在不断下降，这样一来也能够有效节省由于曝气产生的成本，达到脱氮除磷的目的。相比于传统的污水处理工艺，反硝化脱氮除磷工艺的应用可以减少至少30%的碳源，同时还能够降低50%的剩余污泥量以及30%的曝气量，由此可见，加大对该项技术的研究力度意义重大[1]。

2.反硝化除磷工艺

单污泥系统和双污泥系统是当前两种比较常见的反硝化除磷工艺。

2.1单污泥系统

BCFS（BiologischeChemischeFosfaatStikstofVerwijdering）工艺是单污泥系统中的一项典型的工艺技术，如图1所示为该工艺流程图。单污泥工艺主要是用3个循环系统来对缺氧池、厌氧池、混合池、接触池以及好氧池中的细菌生长环境进行优化，通过创造DPAOs的富集条件，在反硝化除磷作用下最终达到除去氮磷的目的。

图1BCFS工艺流程图

BCFS工艺具有良好的脱氮除磷效果，但是，该工艺在充分富集DPAOs的同时，还会占据较大的面积，而且工艺路程复杂，这就需要用到专门的化学除磷池。此外，在A2/O和UCT这类常规的污水处理工艺中也含有DPAOs，而且反硝化除磷在系统中的除磷效果良好，因此，将这两种工艺作为高效的单污泥系统中反硝化除磷工艺[2]。但是，最终设计这类工艺的主要目的是能够富集DPAOs，该工艺的反硝化除磷效果有限。并且UCT工艺中的内循环比不能太高，否则将会导致大量的NO3--N通过内循环回流管道从缺氧池中进入到厌氧池，进而影响厌氧除磷效果。所以，这也是UCT工艺无法根据内循环系统进一步强化富集DPAOs的主要原因。

2.2双污泥系统

双污泥系统的应用，需要借助A2N工艺和Dephanox工艺。

其中，Dephanox工艺的好氧硝化细菌主要附着在生物膜上，在不暴露在缺氧环境中的前提下，能够有效应对SRT上硝化细菌和DPAOs的矛盾；同时，通过设置后置的缺氧池，能够省去对硝化液回流系统的应用。但是，双污泥系统的应用同样也存在着一定的缺陷，即进水N/P比很难满足缺氧吸磷的要求，影响了工程的应用效果。A2N工艺是通过在不同系统中培养DPAOs与硝化细菌，能够有效解决SRT上DPAOs和反硝化细菌对有机底物的竞争矛盾。该系统的应用缺陷在于，一旦缺氧池中的NO3--N不足时，将会阻碍缺氧吸磷过程的顺利进行，而且会导致过量的NO3--N随着回流污泥进入到厌氧池中，影响厌氧释磷过程；没有经过好氧硝化处理直接与和DPAOs污泥进入缺氧池，无法反硝化脱氮，最终使水的NH4+-N浓度增加。

3.影响因素

反硝化除磷技术因其能够降低污泥产量以及节省碳源的优势，在污水处理中得到了全面推广应用，但是，该项技术的实际应用仍然受相关因素的影响，具体体现在以下方面：

3.1碳源类型

从一定程度上而言，PHA的合成情况和反硝化速率会影响去除氮磷的效果。反硝化除磷主要是借助碳源作为挥发性脂肪酸（VFA），其种类不同，合成的PHA效率也不同。就碳源种类对反硝化除磷效果的影响，到目前为止仍然在继续研究。研究学者吉芳英经研究表明，乙酸作为优质的富集反硝化除磷菌，其具有良好的除磷效果，但是，丙酸的应用效果比不上乙酸，效果最差的富集反硝化除磷菌为葡萄糖。研究学者夏雪在缺氧、厌氧环境下，分别将甘油、乙酸钠以及丙酸钠作为单一碳源，分析不同碳源下的污泥菌群结构情况以及反硝化除磷效果，结果表明，面对不同的碳源条件，去除TP率分别为79.2%、82.5%和93.4%，同时，聚磷菌比例分别为8.0%、9.5%和41.5%，由此可见，在反硝化除磷过程中，丙酸钠是最佳的碳源。

3.2碳源含量或C/N

将PHA储存在厌氧条件下是反硝化除磷的前提，只有这样才能够在后期缺氧环节，为反硝化除磷提供充分的电子供体，在此过程中，PHA合成不足、碳源含量低以及含量过高都是导致厌氧段剩余有机物进入缺氧段实现外源反硝化的主要原因，阻碍了反硝化除磷，通常情况下，对碳源含量对反硝化除磷产生的影响进行研究，可参照C/N等参数进行。研究学者吴鹏通过研究膜生物反应器（MBR）和厌氧折流板反应器（ABR）发现，当COD/ρ(TN)为3.6～6.0时，该工艺中的TN去除量和缺氧吸磷量之间呈现出了良好的线性分布关系，而且当进水COD/ρ(TN)为6时，可同步去除氮磷，去除效果良好。

研究学者张淼通过分析A2O+BCO反硝化除磷工艺发现，如果进水COD/ρ(TN)为4～5时，COD去除率为88%、TN去除率为80%、PO43--P去除率为96%，系统可同步去除氮磷和有机物。研究学者张为堂通过分析A2O+BAF反硝化除磷工艺发现，当COD/ρ(TN)在4～7之间的时候，系统对COD的去除率为86%、对TN去除率为78%、对PO43--P的去除率为90%，C/N过高（COD/ρ(TN)＞9.5）会在缺氧区产生大量的可利用有机物，加剧普通反硝化菌与反硝化聚磷菌对电子受体NO3--N的竞争。

3.3电子受体

NO3--N和NO2--N作为反硝化除磷中的电子受体，一般而言，NO2--N型反硝化除磷作为反硝化除磷底物，其能够有效节省碳源，在确保NO3--N和NO2--N充足的前提下，可提高反硝化除磷效率，换言之，NO3--N和NO2--N与碳源无法共存，要保障电子受体充足，就需要合理调控消化液回流比等电子参数。研究学者张建华通过增加不同含量的NO3--N和NO2--N，对污泥性能进行实验发现，在没有经过NO2--N驯化的前提下，普通反硝化除磷污泥很难在短时间内借助NO2--N实现反硝化吸磷。

3.4其他环境因素

反硝化除磷效果除了会受到以上因素的影响外，同时还与pH、C/P、DO含量、温度以及污泥含量有关。研究学者吉芳英认为，反硝化除磷的最佳温度应该在18～37℃之间；研究学者任南琪表明，在厌氧段的pH在7和8左右时，反硝化效果最佳。研究学者王春英认为，污泥含量和反硝化速率以及释、吸磷速率呈正比例关系，但是，会对到达稀释平衡的时间产生一定的影响。

结语

总而言之，为保障污水排放质量，就需要科学合理应用脱碳除磷废水处理工艺。借助该工艺能够减少污泥产量、节约曝气量的优势，提升城市污水处理效果。但是，纵观当前反硝化除磷污水处理工艺的应用现状，仍然存在着一定的弊端，对此，就需要加大对该项技术的研究力度，确保技术效用的最大限度发挥。

参考文献：

[1]何彤晖.反硝化除磷组合厌氧氨氧化强化污水同步脱氮除磷特性研究[D].青岛大学,2021.

[2]陆健刚.双污泥反硝化除磷技术去除生活污水中N_2O影响因素研究[J].江西科学，2019,37(05):755-759.