爱华网污水的生物除磷脱氮新技术[下]
2．立体循环一体式氧化沟
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氧化沟是一种经济而有效的污水处理技术，具有稳定的处理效果，是污水生物处理技术之一。特别是用于污水脱氮，氧化沟比其它生物脱氮工艺费用低、TN去除效率高。然而，与活性污泥法相比，氧化沟占地面积较大，在土地紧张的城市或地区，氧化沟的应用受到限制。
为解决常规氧化沟存在的问题，扬长避短，笔者开发出立体循环一体式氧化沟。
其特点是：
① 氧化沟中采用立体水力循环，在循环过程中完成降解有机物和脱氮过程。与现 有氧化沟相比，占地面积可减少约50%。
② 沉淀区与氧化沟合建，沉淀的污泥可自动回流到氧化沟内，可节省投资和能耗。
③ 结构紧凑，运行操作简便。新型立体循环一体化氧化沟既保留氧化沟设备和运行操作简单等优点，又可减少占地面积。
应用结果表明，能够同时有效地去除污水中的有机污染物和氮。COD去除率达到95%，BOD去除率为98%。NH3-N去除率达到99%，总氮去除率90%以上。
3．重力流出水膜生物反应器
膜生物反应器是近年来将生物处理技术与膜分离技术相结合而发展的水处理新技术，具有流程短、易操作、处理效率高、出水可直接回用等特点。尤其在处理效果方面，MBR对有机物、悬浮物等去除效果远优于传统生物处理法。但是目前的分体式或一体式膜生物反应器存在投资高、能耗大等问题。
新型重力流出水膜生物反应器利用反应器内液位水头、利用水体自身的水头重力来驱动出水,省略了传统的出水抽吸泵及复杂的气水反冲洗设备，低水头连续过滤出水，既保留传统一体式MBR水处理效率高等优点，又可提高膜通量，降低膜污染。整个系统结构紧凑，投资少，操作简便。
通过对生活污水和城市污水进行的试验研究和工程应用表明，经膜生物反应器处理，出水水质达到生活杂用水水质标准，可用作绿化浇灌、景观用水和扫除冲厕用水等。
4．亚硝酸型生物脱氮新技术
对于含有高浓度氨氮的工业废水，由于碳氮比偏低，采用正常的生物脱氮过程（见式1~式4），总氮去除率不高。亚硝酸型脱氮技术是控制脱氮仅发生式1和式4反应，避免式2和式3反应发生。从理论上，采用亚硝酸型脱氮，需氧量减少25%，碳源需要量减少约40%。因此，对于氨氮浓度高、碳氮比偏低的废水，采用亚硝酸型脱氮可提高反硝化效率及总氮去除率。
分别按亚硝酸型硝化和硝酸型硝化方式运行时，曝气池内氨氮硝化率随氨氮负荷变化的试验结果。试验结果表明，在低负荷情况下，氨氮几乎可完全被硝化；当氨氮负荷超过一定值后，氨氮的硝化率明显降低。采用硝酸型硝化时，曝气池氨氮负荷小于0.13 kgNH4+-N/kgVSS×d，氨氮硝化率在98%以上；采用亚硝酸型硝化时，同样保持98%的氨氮硝化率，则曝气池内的氨氮负荷达到0.25 kgNH4+-N/kgVSS×d。由此可见，采用亚硝酸型硝化，曝气池的氨氮负荷可增加近一倍，因此曝气池的容积可减小，从而降低投资和运行成本。
分别进行亚硝酸型反硝化和硝酸型反硝化时，不同的硝态氮负荷条件下，NO2--N或NO3--N反硝化率的试验结果。缺氧池内的反硝化率随着硝态氮负荷的增加而降低，但亚硝酸型反硝化率与硝酸型反硝化率的降低程度是不同的。由图7可见，在相同的硝态氮负荷下，NO2--N的反硝化率明显高于NO3--N的反硝化率。在同样保持98%以上的反硝化率情况下，对于NO2--N，负荷小于0.55 kgNO2--N/m3×d；而对于NO3--N，则负荷应小于0.20 kg NO3--N/m3.d。
由此可见，在相同的条件下，采用亚硝酸型脱氮运行方式处理含高浓度氨氮、碳氮比偏低的废水时，在同样条件下，负荷均比硝酸型脱氮运行方式高一倍左右。
由式(3)和式(4)可知，为了保证反硝化过程的顺利进行，需要有足够的有机物作碳源。在相同碳氮比情况下，NO2--N的反硝化率高于NO3--N的反硝化率。而且碳氮比越低，差距越大。在BOD5与硝态氮比为1时，亚硝酸型比硝酸型的反硝化效率提高15%。
五、结论
经综合实验研究和工程实践均表明，前述几项污水生物脱氮除磷新技术与工艺是高效和可行的。根据不同污水的特点，通过对上述生物脱氮除磷新技术的选择组合，能够更有效地从污水中同时去除氮、磷和有机污染物，让脱除氮磷污染的净化水回归大自然。
