低碳技術(shù)在一體化污水處理工藝中的應用

低碳技術(shù)在一體化污水處理工藝中的應用

3.2 反硝化除磷工藝

　　在一般脫氮除磷生物處理工藝中生物脫氮和除磷是互相獨立的，各自通過不同種類的菌群在不同的循環(huán)過程中完成的生物過程。但在工程實踐中發(fā)現(xiàn)一類可以在缺氧環(huán)境下攝磷，同時又能將NO2—/ NO3—還原為N2，即完成反硝化的細菌。這種特殊的菌種被稱為反硝化聚磷菌(DPB)。DPB將生物脫氮、生物除磷兩個單一循環(huán)組合到一起，通過厭氧-缺氧循環(huán)實現(xiàn)脫氮除磷，可以節(jié)省約50%的COD和30%的氧氣。

　　目前，已有DPB成功應用的生物脫氮除磷技術(shù)，如BCFS。

　　3.3 短程硝化/反硝化(SCND)工藝

　　SCND工藝是將硝化反應控制在亞硝化階段，然后直接進行反硝化的脫氮工藝。與傳統(tǒng)生物脫氮相比有以下優(yōu)點：①將硝化反應控制在亞硝化階段可節(jié)省進一步氧化到硝態(tài)氮所需的O2，直接在亞硝化階段進行反硝化可減少將硝氮還原到亞硝態(tài)氮的碳源，因而降低了能耗和藥耗，減少了運行費用;②由于反應進程/時間縮短，反應器容積可減少30%～40%，可降低建設費用。

　　穩(wěn)定的實現(xiàn)亞硝化是SCND工藝的關(guān)鍵，亞硝化技術(shù)中有中溫亞硝化(SHARNON)和生物膜內(nèi)硝化亞硝化(CANON)兩種。然而，該技術(shù)的實現(xiàn)依賴于溫度、PH、DO、SRT等條件的嚴格控制。

    4 自養(yǎng)脫氮(ANAMMOX)工藝

　　厭氧氨氧化(ANAMMOX)是一種可持續(xù)生物脫氮工藝，利用某種自養(yǎng)型微生物在厭氧/缺氧條件下，以亞硝態(tài)氮/硝態(tài)氮為電子受體(氧化劑)，以氨氮為電子供體，將氨氮氧化為N2。

　　自養(yǎng)脫氮工藝具有能耗低和無須外加碳源等低碳優(yōu)點。但是由于培養(yǎng)自養(yǎng)型氨氧化細菌的時間自養(yǎng)長，導致工藝啟動周期長，對溫度、PH和DO等條件要求苛刻，一般適用于水溫較高或氨氮濃度較高的污水。

　　5 同步硝化反硝化(SND)工藝

　　當反應器中同時存在異養(yǎng)硝化菌和好氧反硝化菌，同時存在好氧環(huán)境與缺氧環(huán)境時，硝化、反硝化反應可同步發(fā)生，硝化反應的產(chǎn)物可直接成為反硝化反應的底物。SND的優(yōu)點有：①硝化階段和反硝化階段在同一反應器中，有機物的氧化、硝化和反硝化同時實現(xiàn)，既提高脫氮效果，又節(jié)約曝氣和混合液回流所需的電能;②反硝化可以補充硝化消耗的堿度，對于進水堿度不足的污水項目可減少化學藥劑投加;③由于硝化反硝化同步，可一定程度避免亞硝態(tài)氮氧化為硝態(tài)氮、硝態(tài)氮還原為亞硝態(tài)氮的多余反應，節(jié)約O2和碳源。但是要實現(xiàn)SND，需要對溫度、PH、DO、COD/N等進行嚴格的控制。

　　6 結(jié)束語

　　在污水處理工藝設計時，無論是新建項目還是提標改造，優(yōu)先考慮節(jié)碳的脫氮除磷工藝;使得在污水處理過程，減少甚至避免外部碳源、化學藥劑的投加，減少曝氣供氧量、減少或避免污泥或混合液回流等環(huán)節(jié)，從而實現(xiàn)污水處理的低碳運行。

　　總之，低碳運行技術(shù)的原則是：以開發(fā)剩余污泥有機能源為核心，以低碳機理為導向，工藝優(yōu)化為手段，輔以設備能效提升。不僅能實現(xiàn)“低碳生產(chǎn)”，亦能一定程度上提升污水處理環(huán)保性能，緩解“污染轉(zhuǎn)嫁”、“溫室效應”。