淮南市玻璃鋼生活一體化污水處理工藝指導(dǎo)現(xiàn)行城市污水處理工藝有傳統(tǒng)活性污泥法、SBR工藝、AB工藝、A/O工藝、A2/O工藝、氧化溝等，都能達(dá)到較好的處理效果，有機物污染得到了遏制，但氮、磷超標(biāo)排放使中國66.2%的主要水體污染很嚴(yán)重，導(dǎo)致富營養(yǎng)化問題日益嚴(yán)重、更加普遍。脫氮除磷已成為當(dāng)今城市污水處理廠亟待解決的問題。本文在分析了國內(nèi)生物脫氮除磷工藝的研究進展及存在的問題，介紹了一種新型污水生物處理技術(shù)微壓內(nèi)循環(huán)多生物相工藝的研究進展。

1、生物脫氮除磷機理

氮磷可依靠微生物的新陳代謝作用在適宜的環(huán)境條件下被脫除。傳統(tǒng)生物脫氮主要通過氨化、硝化和反硝化過程，使氮素最終以N2形式排入大氣。在厭氧或好氧條件下，細(xì)菌、真菌和放線菌將有機氮化合物轉(zhuǎn)化為氨氮的過程為氨化；好氧條件下氨氮在氨氧化細(xì)菌（AOB）作用下氧化為亞硝酸鹽，然后進一步被亞硝酸氧化菌（NOB）氧化為硝酸鹽的過程為硝化。硝化細(xì)菌均是化能自養(yǎng)型，生長極其緩慢，平均世代時間在10h以上，且易受pH、溫度等外界條件的影響。參與污水硝化過程的細(xì)菌主要為亞硝化單胞菌（Nitrosomonas）和硝化菌屬（Nitrobacter），完整的硝化氮素過程為NH4+-N→NH2OH→NO2--N→NO3--N；缺氧條件下硝酸鹽在反硝化細(xì)菌的作用下轉(zhuǎn)變?yōu)镹2，完整的反硝化氮素反應(yīng)包括以下幾個過程：NO3--N→NO2--N→NO→N2O→N2，反硝化細(xì)菌分屬于假單胞菌屬（Pseudomonaceae）、產(chǎn)堿桿菌屬（Caicaiigenes）、芽孢桿菌屬（Bacillus）等50多個屬。氨化、硝化和反硝化氮代謝的過程需要多種酶系參與，編碼這些酶的基因可作為相應(yīng)的功能基因，其中反硝化相關(guān)基因所占比例，達(dá)80.81%，其次是氨化（12.78%）和硝化（4.38%）〔10〕。隨著對微生物脫氮認(rèn)識的深入，發(fā)現(xiàn)了自養(yǎng)反硝化、異養(yǎng)硝化、好氧反硝化和聚磷菌反硝化等，特征和影響，這些豐富了生物脫氮理論和生物脫氮工藝的發(fā)展。

氨化、硝化和反硝化等脫氮方式是屬于生物脫氮法，在污水處理時經(jīng)常會用到。氨化方式實現(xiàn)脫氮是在氨化菌的作用下，把有機氮化物轉(zhuǎn)化成了氨氮，以此來實現(xiàn)了脫氮。硝化方式實現(xiàn)脫氮是利用了硝化細(xì)菌，反硝化方式實現(xiàn)脫氮是利用了反硝化細(xì)菌，把產(chǎn)生的含氮化合物轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，并且是在缺氧條件下進行的。同化方式來實現(xiàn)脫氮是把含氮化合物轉(zhuǎn)變?yōu)榱宋⑸锏慕M成部分。生物脫氮法是經(jīng)常用到的一種脫氮技術(shù)，尤其是在傳統(tǒng)脫氮技術(shù)中。成本較高并且工藝比較復(fù)雜的化學(xué)脫氮法則很少被應(yīng)用到污水處理中。

2.2 氧化溝工藝

氧化溝是一種穩(wěn)定去除氨氮的處理方式，目前各國廣泛使用。該方法具有兩種類型反應(yīng)器的特征：混合型和推式。封閉循環(huán)罐對污水具有良好的氮和磷去除效果。氧化溝工藝簡化了預(yù)處理，去除了有機物和氮磷化合物。同時，氧化溝對高濃度工業(yè)廢水具有良好的稀釋能力，可以承受水質(zhì)和水量的沖擊負(fù)荷。由于推流的特性，水流方向可以形成溶解氧濃度梯度，以形成好氧、缺氧和厭氧條件，從而更好地實現(xiàn)氮和磷的去除效果。

2.3 微壓內(nèi)循環(huán)多生物相處理技術(shù)

微壓內(nèi)循環(huán)多生物相生物處理技術(shù)是一種新型污水處理技術(shù)，實現(xiàn)在同一反應(yīng)器內(nèi)形成厭氧區(qū)、缺氧區(qū)、好氧區(qū)并存，多生物相協(xié)同生長的微壓內(nèi)循環(huán)多生物相反應(yīng)器（MPR），為多種脫氮機制提供穩(wěn)定各自適宜的環(huán)境，節(jié)省了硝化液回流設(shè)備的同時，減少了污泥回流量；反應(yīng)器內(nèi)溶解氧梯度的變化，解決了脫氮除磷的泥齡矛盾問題。常溫條件下，MPR反應(yīng)器利用短程同時硝化反硝化脫氮，低溫條件下，利用全程硝化反硝化脫氮。通過對微壓內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器和傳統(tǒng)推流式反應(yīng)器的初步調(diào)試，發(fā)現(xiàn)由于微壓內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器的內(nèi)部特殊結(jié)構(gòu)以及曝氣方式可以有效解決傳統(tǒng)推流式反應(yīng)器存在的泡沫堆積問題?；谖簝?nèi)循環(huán)多生物相處理技術(shù)，通過改變反應(yīng)器內(nèi)部增設(shè)半包圍導(dǎo)流板設(shè)計出微壓豎向雙循環(huán)反應(yīng)器，經(jīng)過小試實驗研究，得出結(jié)論：雙循環(huán)反應(yīng)器對有機物、氮磷的去除優(yōu)于傳統(tǒng)SBR，內(nèi)部微生物種類豐富，相同運行條件下具有節(jié)能降耗的優(yōu)勢。微壓內(nèi)循環(huán)多生物相反應(yīng)器可以有效地去除城市污水中的有機物、氮、磷，其出水水質(zhì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于傳統(tǒng)的城市污水處理方法。這些水可以作為多種水源，如冷卻、綠化、景觀用水等，甚至可以通過進一步深度處理，可以作為飲用水的補充水源。這樣，城市污水不但不會污染環(huán)境，反而會解決我國日益嚴(yán)重的水資源短缺問題，有效的為城市提供二次水源。

工業(yè)園區(qū)的廢水主要來自園區(qū)內(nèi)各企業(yè)產(chǎn)生的廢水和廢液。據(jù)《工業(yè)園區(qū)廢水處理管理政策研究報告》統(tǒng)計，截止至2018年9月，我國已有省級及以上工業(yè)園2411家，市縣級工業(yè)園則達(dá)到了40000多家。而在省級及以上工業(yè)園中，廢水處理設(shè)施建成率為97%，僅工業(yè)廢水和生活廢水兩項的年處理總量就高達(dá)971億噸。而近年來，多地出現(xiàn)工業(yè)園區(qū)水污染事件的報道，表現(xiàn)出該方面政策及管理的不完善。隨著《水污染防治行動計劃》的出臺，工業(yè)園區(qū)的廢水處理也面臨著更高的處理要求。

由于園區(qū)內(nèi)各企業(yè)客觀上存在行業(yè)、生產(chǎn)條件、產(chǎn)品類型、設(shè)備性能和管理水平等的差異，導(dǎo)致各企業(yè)流入廢水處理廠的廢水的水質(zhì)、水量會有很大差別，因此，與城市廢水處理廠的廢水相比，工業(yè)園區(qū)所接納的廢水的水量和水質(zhì)變化巨大，且具有污染物濃度高、種類多、毒性高、難生物降解等特點。正因如此，使得工業(yè)園區(qū)廢水處理廠的處理系統(tǒng)通常缺乏針對性的設(shè)計和缺乏管理經(jīng)驗，常規(guī)物理+生化處理也難以使其出水達(dá)標(biāo)排放。

在一般情況下，根據(jù)企業(yè)所屬行業(yè)類別，國家制定了各行業(yè)的具有針對性的排放標(biāo)準(zhǔn)。而由于工業(yè)園區(qū)內(nèi)企業(yè)所屬行業(yè)不定，且工業(yè)園廢水往往統(tǒng)入廢水廠，經(jīng)廢水廠處理后外排，其排放要求往往由工業(yè)園所在地的排放條件來決定。若園區(qū)廢水廠將廢水處理后納入市政管網(wǎng)，則其處理后的廢水各指標(biāo)需達(dá)到《廢水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-1996)的三級標(biāo)準(zhǔn)和《廢水排入城鎮(zhèn)下水道水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》(CJ343-2010)的要求。若園區(qū)廢水廠的進水成分復(fù)雜，生物難降解且含有有毒有害物質(zhì)，則執(zhí)行GB8978-1996的一級或二級標(biāo)準(zhǔn)來控制。

淮南市玻璃鋼生活一體化污水處理工藝指導(dǎo)

目前常見的工業(yè)園區(qū)廢水處理廠的主要工藝為“預(yù)處理-生化處理”三級處理模式。近年來，隨著園區(qū)內(nèi)各行各業(yè)企業(yè)工藝的迭代升級，在企業(yè)的生產(chǎn)過程中往往會產(chǎn)生更復(fù)雜的難生物降解有機物，隨管網(wǎng)進入園區(qū)廢水廠，導(dǎo)致廢水中的COD更難以降至達(dá)標(biāo)排放。大量研究及應(yīng)用表明，在生化處理后接深度處理的三級處理模式能有效降低印染廢水中的COD，是使廢水達(dá)標(biāo)排放的有效方法。深度處理過程主要包括物理吸附、曝氣生物濾池、高級氧化技術(shù)、膜生物反應(yīng)器等，主要目的是將生化階段的尾水進行進一步處理，使其能達(dá)標(biāo)排放或外排。在實際應(yīng)用中，主要是通過組合工藝，綜合各處理單元的優(yōu)缺點，進一步提高各處理單元的處理能力。在上述深度處理工藝中，以高級氧化技術(shù)及其與其他技術(shù)的組合應(yīng)用較為廣泛。

3、高級氧化技術(shù)簡介

高級氧化技術(shù)(Advanced Oxidation Processes，AOPs)是通過化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生羥基自由基(?OH)，并利用?OH的強氧化性對有機污染物進行處理的一種處理技術(shù)。廢水中高級氧化處理的機理大致分為以下兩步：(1)?OH的產(chǎn)生：O3、H2O2等氧化劑在一定條件下產(chǎn)生氧化能力的?OH。?OH的氧化電位為2.80eV，氧化性僅次于氟(2.87eV)，具有能有效地降解和去除有機污染物的能力；(2)有機污染物的分解：?OH在極短時間內(nèi)將大分子有機物氧化分解成小分子有機物，甚至能夠礦化為CO2、H2O。因此，經(jīng)過高級氧化過程后，廢水的可生化性往往在一定程度上有所提高。正因如此，高級氧化技術(shù)具有反應(yīng)速度快、適用范圍廣、二次污染小等優(yōu)點，且一般具有良好的處理效果。隨著近年來排放標(biāo)準(zhǔn)的提升，該技術(shù)也逐漸應(yīng)用于各行業(yè)的廢水深度處理過程中。根據(jù)高級氧化技術(shù)中使用的不同的氧化劑或反應(yīng)形式，該技術(shù)主要分為臭氧氧化、光化學(xué)氧化、電化學(xué)氧化與芬頓氧化等，而實際工程中以臭氧氧化和芬頓氧化較為常見。下面對工業(yè)園區(qū)廢水處理廠的常見的幾種高級氧化技術(shù)進行概括，并對其應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢進行分析，以期為相關(guān)研究人員和工程技術(shù)人員提供有益參考