行業(yè)動態(tài)
脫氮除磷在污水處理廠升級改造中的認識誤區(qū)
脫氮除磷是污水處理廠升級改造的核心內(nèi)容削饵。長期以來岩瘦，我國在技術(shù)應(yīng)用時普遍存在認識偏差、甚至是錯誤的窿撬，使得污水處理工藝路線選擇常常走偏启昧，導(dǎo)致脫氮除磷運行時難以達標排放。在日益嚴格的排放標準以及嚴肅的環(huán)保監(jiān)管形勢下劈伴，升級改造成為必然密末。在這個問題上，采用新技術(shù)跛璧、延長流程似乎已經(jīng)成為升級改造的趨勢严里，很少有人回過頭來琢磨既有工藝的“天生”缺陷。其實追城，我們對歐洲國家已研究刹碾、應(yīng)用了20多年的反硝化除磷(DPB)作用仍停留在學(xué)術(shù)重復(fù)和改名階段，深思熟慮的工程應(yīng)用幾乎不復(fù)存在座柱，以至于A2/O成為脫氮除磷的主流工藝迷帜。事實上，A2/O工藝本身便可聚集DPB辆布，只不過效果較UCT要差瞬矩。因此，變型為UCT便可將反硝化除磷(與硝化細菌并不存在泥齡矛盾)發(fā)揚光大锋玲，無需向無助于生物除磷的多級A/O景用、MBR、MBBR等方向發(fā)展惭蹂，也可以棄用生物脫氮+化學(xué)除磷的常規(guī)處理模式伞插。
我國對脫氮除磷技術(shù)應(yīng)用的時間應(yīng)該說幾乎與歐洲同步，A/O盾碗、A2/O媚污、甚至倒置A2/O等工藝應(yīng)用從20世紀末就已經(jīng)開始，以至于到目前形成了以A2/O及其變型為主的脫氮除磷工藝廷雅。然而耗美，在實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)，A2/O在脫氮方面還較為滿意航缀，但生物除磷普遍不靈商架，出水很難達到TP<1.0 mg P/L，不得不靠后端化學(xué)除磷方式滿足TP<0.5 mg P/L這樣的嚴格排放標準芥玉。
對此蛇摸，國內(nèi)工程界甚至學(xué)術(shù)界形成了各種各樣的認識和論點，像“脫氮與除磷存在泥齡矛盾”灿巧、“生物脫氮簡單赶袄、化學(xué)除磷容易”揽涮、“多級AO好于A2/O”、“MBR(A2/O+膜分離)可產(chǎn)生優(yōu)質(zhì)出水”饿肺、“MBBR適合升級改造”等等蒋困，還有懷疑生物除磷理論不成熟的偏激觀點。
其實唬格，上述論點都是基于對脫氮除磷(特別是反硝化除磷)理論的表觀認識或片面理解家破，仍然將脫氮與除磷分離看待的結(jié)果颜说」焊冢基于反硝化除磷理論，脫氮與除磷是一體的门粪，是一種細菌(DPB喊积，可以NO3-或O2分別作為電子受體)在缺氧環(huán)境下發(fā)生的同步脫氮除磷現(xiàn)象，可謂“一石兩鳥玄妈。
生物除磷通過排泥去除細胞內(nèi)多聚磷酸鹽(poly-P)固然需要較短的污泥齡(SRT)乾吻，而硝化受細菌世代時間限制必須采用長SRT。但在工程應(yīng)用中拟蜻，其實磷細菌與硝化細菌所需要的最低SRT并無多大差別绎签。MBR和MBBR在生物凈化機理上根本無助于生物除磷。
針對國內(nèi)學(xué)術(shù)酝锅、工程界上述有關(guān)脫氮除磷的錯誤論點诡必，本文將逐一通過既有理論、實驗數(shù)據(jù)搔扁、數(shù)學(xué)模擬予以詳細解釋并予以澄清爸舒。
1脫氮與除磷存在泥齡矛盾
傳統(tǒng)觀點認為，硝化菌(AOB/NOB)所需最小SRT要比磷細菌(PAOs/DPB)長;如果SRT滿足硝化細菌生長條件稿蹲，磷細菌則不能較多地排出系統(tǒng)扭勉，導(dǎo)致除磷效果變差。這其實就是所謂脫氮除磷存在泥齡矛盾的認識出發(fā)點苛聘。但是之前通過對BCFS反硝化除磷系統(tǒng)各溫度下磷細菌與硝化菌最小SRT模擬實驗時發(fā)現(xiàn)涂炎，雖然反硝化工藝磷細菌(PAOs/DPB)所需最小SRT比硝化菌要短，但兩者差別不大设哗，也就僅有1d之差唱捣，如圖1所示。
換句話說熬拒，工程上可將磷細菌與硝化菌最小SRT視為一致爷光，即不存在什么泥齡矛盾，這與Brdjanovic等人實驗發(fā)現(xiàn)十分相符澎粟。這就是說蛀序，同步脫氮除磷系統(tǒng)中欢瞪，SRT并不能取的太短，否則徐裸，連磷細菌也生長不起來遣鼓，低SRT排泥除磷也就失去意義。
圖1 反硝化除磷系統(tǒng)中硝化菌與磷細菌最小SRT比較
可見重贺，脫氮與除磷存在泥齡矛盾其實是一種主觀臆斷骑祟，是僅從兩種細菌各自世代時間比較而得出的錯誤判斷。這也是為什么獨立于反硝化除磷的硝化雙污泥A2N系統(tǒng)在荷蘭只實驗演示而沒有實際工程應(yīng)用的主要原因气笙。
2 生物脫氮+化學(xué)除磷乃低碳源污水之策
化學(xué)除磷具有宏量效果好次企，微量效果差之特點，具體見圖2潜圃，圖中箭頭處數(shù)值為Fe/P (Al /P)物質(zhì)的量之比缸棵。
圖2 化學(xué)除磷過程
根據(jù)化學(xué)反應(yīng)動力學(xué)，初始PO43-濃度越高谭期，化學(xué)反應(yīng)所需的金屬離子與P摩爾比就越低堵第，反之，則越高隧出。上述階段性投加化學(xué)藥劑固然可以節(jié)省藥劑投加量踏志，但所需反應(yīng)時間較長。當然胀瞪，可以采用反應(yīng)伊始時便投加大藥劑针余，以縮短反應(yīng)時間。換句話說赏廓，如果采用化學(xué)除磷方式將污水中通常2~5 mg P/L的PO43-降低至四類水體標準涵紊，過量投加化學(xué)藥劑所帶來的運行成本以及制造、運輸藥劑間接產(chǎn)生的CO2排放量顯然與污水處理節(jié)能降耗之目標背道而馳幔摸。
反觀生物除磷摸柄，具有微量效果極佳的顯著特點。在完全滿足磷細菌生長條件(厭氧--缺氧/好動態(tài)循環(huán)生長環(huán)境)以及所需環(huán)境條件(保證存在還原轉(zhuǎn)化所需乙酸碳源)的前提下既忆，磷細菌在缺氧(DPB)或好氧(PAOs/DPB)環(huán)境中幾乎可以將水環(huán)境中的溶解性PO43-全部吸收到細胞內(nèi)形成poly-P驱负。通過二沉池泥水分離，上清液中溶解性PO43-可降至“0”這樣的低水平患雇。從生物脫氮除磷工藝角度來來看跃脊，A2/O或UCT完全按磷細菌所需動態(tài)生長環(huán)境所設(shè)計，可以聚集大量磷細菌苛吱。只是在工程實踐中酪术，我國很多地區(qū)污水中低C/P、C/N比可能限制磷細菌正常生長。然而绘雁，從A2/O或UCT中所發(fā)現(xiàn)的反硝化除磷現(xiàn)象通過DPB細菌生將物脫氮與除磷“合二為一”橡疼，無形中相當于增加了一倍脫氮除磷所需碳源。因此庐舟，低碳源污水脫氮除磷工藝首要考慮的就是創(chuàng)造DPB的最大富集條件欣除。在此方面，UCT明顯好于A2/O挪略，這已被模擬試驗所證實历帚。
因此，將脫氮與除磷分別以生物和化學(xué)方式隔離并非低碳源污水脫氮除磷的上策杠娱，其結(jié)果將以較大化學(xué)藥劑投加量以及相應(yīng)的碳排放作為代價挽牢。