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生物除磷脫氮工藝是目前污水處理廠設(shè)計中廣泛采用的工藝，也是實際工程運行中較為經(jīng)濟和常用的方法，故本文重點介紹生物除磷脫氮工藝
生物除磷脫氮機理
生物除磷機理
生物除磷理論基礎(chǔ)是“聚合磷酸鹽（Poly-P）累積微生物”的攝磷釋磷原理。聚磷菌在厭氧條件下受壓抑，消耗糖元，將細(xì)胞內(nèi)的聚合磷酸鹽水解為磷酸鹽并釋放，產(chǎn)生的能量用來吸收降解環(huán)境中的有機物，轉(zhuǎn)化為胞內(nèi)碳源儲存物PHB（聚β羥丁酸）貯存起來。當(dāng)進(jìn)入好氧環(huán)境內(nèi)，聚磷菌以O(shè)2為電子受體，降解胞內(nèi)貯存的PHB產(chǎn)生能量，過剩的能量從環(huán)境中攝磷，以聚磷酸高能鍵的形式貯存，形成高濃度含磷污泥，含磷污泥隨剩余污泥排出，水中的磷得到去除。
生物脫氮機理
生物脫氮理論基礎(chǔ)是“氨化-硝化-反硝化”三步脫氮原理。
氨化：污水中的含氮有機物在好氧條件下，被氨化菌分解、轉(zhuǎn)化為氨態(tài)氮。硝化：氨態(tài)氮在好氧條件下，被硝化菌分解氧化，首先在亞硝化菌的作用下，使氨（NH4）轉(zhuǎn)化為亞硝酸氨；然后，亞硝酸氨在硝酸菌的作用下，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為硝酸氨。反硝化：硝酸氨和亞硝酸氨在缺氧條件下，被反硝化菌還原為氣態(tài)氮，水體中的氮得到去除。

除磷脫氮傳統(tǒng)工藝
根據(jù)上述機理，生物除磷脫氮工藝都包含厭氧、缺氧、好氧三個不同過程的交替循環(huán)，經(jīng)過多年發(fā)展，目前污水廠采用較廣泛的工藝有：A2/O工藝、SBR工藝、氧化溝工藝。
A2/O工藝
A2/O法是同步除磷脫氮工藝，即Anaerobic-Anoxic-Oxic厭氧-缺氧-好氧工藝，A2/O工藝是在上世紀(jì)70年代由美國專家在A/O工藝的基礎(chǔ)上開發(fā)的，在原工藝中間加一缺氧池，將好氧池流出的一部分混合液回流至缺氧池前端，以達(dá)到硝化脫氮的目的。
厭氧區(qū)（A），主要功能是釋放磷，同時氨化；缺氧區(qū)（A），首要功能為脫氮，硝態(tài)氮是通過好氧反應(yīng)器混合液回流（內(nèi)循環(huán)）送來的；好氧區(qū)（O），本去需設(shè)置曝氣設(shè)備，為反應(yīng)器充氧，反應(yīng)器功能為：去除BOD，硝化反應(yīng)，吸收磷，并內(nèi)循環(huán)混合液至缺氧反應(yīng)器。
A2/O工藝效果穩(wěn)定，同步除磷脫氮，水力停留時間短，在厭（缺）氧、好氧交替運行的條件下，可抑制絲狀菌的繁殖，克服污泥膨脹(SVI<100），有利于后續(xù)泥水分離，運行費用低。在實際工程設(shè)計中還需設(shè)置二沉池和鼓風(fēng)機房，回流設(shè)備和回流構(gòu)筑物。占地大，對管理要求高，故本工藝一般用于大中型污水廠。
SBR工藝
SBR工藝即間歇式活性污泥處理系統(tǒng)。其工作原理是：流態(tài)上*混合，有機物降解是時間上的推流。反應(yīng)器的間歇運行，是通過其主要反應(yīng)器-曝氣池的運行操作而實現(xiàn)的。然而傳統(tǒng)的SBR工藝除磷脫氮效果一般，為提高處理效果，派生出一系列的改良工藝。如CAST工藝將反應(yīng)階段設(shè)計成為缺氧-好氧-厭氧環(huán)境；而ICEAS工藝反應(yīng)階段反復(fù)“曝氣好氧，閑置缺氧”；都能取得較好的去除效果。
氧化溝工藝
氧化溝是我國污水處理廠常用的工藝形式。氧化溝工藝是上世紀(jì)50年代由荷蘭的巴斯威爾（Pasveer）所開發(fā)的一種污水處理技術(shù)，通過不同溶解氧濃度梯度，實現(xiàn)厭氧、缺氧、好氧除磷脫氮。

除磷脫氮新工藝發(fā)展
上述工藝隨廣泛應(yīng)用，但也存在一些問題，如：投資大，運行費用高等。隨著污水處理技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了一批能耗低，投資省，管理簡單的處理工藝。下面介紹三種新型工藝：生物倍增工藝、MSBR工藝及分點進(jìn)水工藝。
生物倍增（Bio-Dopp）工藝
生物倍增污水處理工藝是由德國恩格拜環(huán)保技術(shù)公司開發(fā)的一項*處理技術(shù)。該工藝由Bio-Dopp*的曝氣系統(tǒng)、固定床以及快速澄清池組成。在這一個反應(yīng)器內(nèi)同時實現(xiàn)：生物除磷脫氮、氧化去除有機物、污泥硝化穩(wěn)定。
Bio-Dopp工藝集中污水生物處理工藝的優(yōu)點，把微生物去除過程集中在一個反應(yīng)器內(nèi)同步進(jìn)行，并實現(xiàn)水泥分離，省去傳統(tǒng)工藝中的二沉池。通過培養(yǎng)特殊菌種達(dá)到低氧高效除磷的效果。而且Bio-Dopp曝氣系統(tǒng)產(chǎn)生微小氣泡，曝氣效率高，反應(yīng)器控制在低溶解氧水平（0.1-0.3mg/L），因此，曝氣量大大降低，降低了噸水處理成本。經(jīng)試驗及實際運轉(zhuǎn)，本工藝出水水質(zhì)優(yōu)良，正常情況下能滿足一級A標(biāo)準(zhǔn)，在低溫情況下亦能滿足一級B標(biāo)準(zhǔn)，此外該工藝還有占地小，投資低，產(chǎn)泥少，操控簡單等優(yōu)點。

一天處理10噸一體化污水處理設(shè)備分散式處理農(nóng)村生活污水的技術(shù)
人工濕地處理技術(shù)
人工濕地處理技術(shù)是分散式處理技術(shù)中的一種，主要指的是利用人工，建立一個人工的濕地，對自然濕地進(jìn)行模仿，其中有很多的植物、微生物、水和化學(xué)物質(zhì)，通過與污水形成生物反應(yīng)、物理反應(yīng)與化學(xué)反應(yīng)。對污水進(jìn)行過濾處理，再經(jīng)過沉淀、交換離子等方式對污水中的雜物進(jìn)行處理，再利用濕地的性質(zhì)，將污水進(jìn)行凈化。有效地保證對污水進(jìn)行處理，還能夠節(jié)約對污水進(jìn)行處理的經(jīng)濟成本，得到了大部分地區(qū)的廣泛使用。人工濕地主要的存在形式，有表面流、潛流和垂直流三種，農(nóng)村處理生活廢水主要用的是前兩種方式。
穩(wěn)定塘處理技術(shù)
穩(wěn)定塘處理技術(shù)主要是利用菌藻類植物對污水中的雜質(zhì)進(jìn)行處理，通過吸附作用將有機物進(jìn)行處理，再通過微生物降解，將生活污水進(jìn)行過濾、沉淀，能夠有效地保證對生活污水的凈化。但是這種方式的需要占很大面積進(jìn)行建設(shè)，而且處理的過程消耗的時間比較長。現(xiàn)階段，根據(jù)不斷地研究，已經(jīng)有了很多種類型的穩(wěn)定塘。通過一段時間的處理，能夠減少水資源中的有害物質(zhì)，去除水中的污臭味。

生態(tài)濾池處理技術(shù)
生態(tài)濾池處理技術(shù)指的是由一些碎石與塑料物品相互結(jié)合，對自然環(huán)境的生態(tài)原理進(jìn)行模仿。能夠通過濾池中的生物膜、微生物等對生活污水進(jìn)行凈化，能夠有效地減少污水中的顆粒物。通過生態(tài)模擬，將污水中的可溶性污染物進(jìn)行處理，凈化污水?，F(xiàn)階段，農(nóng)村針對生態(tài)濾池的處理技術(shù)，大多數(shù)使用的都是曝氣、塔式、高負(fù)荷等方式的生物濾池。
生態(tài)浮島處理技術(shù)
生態(tài)浮島技術(shù)主要指的是，利用氧元素，進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，能夠有效地去除污水中的有機物質(zhì)。再利用微生物脫氧、植物吸收的方式對水中的氮進(jìn)行去除。通過微生物降磷、化學(xué)作用、植物吸收的方式對水中的磷進(jìn)行降解。能夠有效地保證水中的有害物質(zhì)被吸收。
分散式處理農(nóng)村生活污水的應(yīng)用膜生物污水處理反應(yīng)器
現(xiàn)階段，部分技術(shù)發(fā)達(dá)的農(nóng)村地區(qū)，已經(jīng)在使用膜生物污水的處理方式，對污水進(jìn)行處理，能夠有效地保證對生活污水進(jìn)行處理。
膜生物污水處理反應(yīng)器主要使用的是*技術(shù)處理的方式。通過膜生物技術(shù)的使用，能夠?qū)⒎蛛x與處理有機的結(jié)合起來，是現(xiàn)階段廣泛使用的一種污水處理技術(shù)。
膜生物污水處理反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)主要是由膜組件與生物反應(yīng)器相互結(jié)合。主要的原理是將污水引進(jìn)反應(yīng)器，再通過微生物對污水中的物質(zhì)進(jìn)行分解，同時將污水中的微生物留在反應(yīng)器當(dāng)中，能夠達(dá)到一定的污水處理的效率，而且反應(yīng)器的占地面積也不大，能夠自動對污水進(jìn)行處理。
一般情況下，可以將污水進(jìn)行就地處理，能夠?qū)⑻幚砗蟮奈鬯M(jìn)行回收利用。