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【摘 要】 随着当前水质富营养化程度的加剧，需要我们对污水进行脱氮除磷处理，以减轻污水的污染，本文就污水处理厂脱氮除磷的运行控制进行阐述。
【关键词】 污水处理;脱氮除磷;运行控制
一、前言
随着当前人们生活和生产水平的不断提高，排放出大量的工业废水和生活污水，污水中含有大量的氮、磷等物质，直接排放会对水体造成污染，当前不同的污水处理单位运用脱氮、除磷的工艺有所不同，达到的效果也不相同。下面就对脱氮除磷的运行控制进行叙述。
二、水体中氮磷的主要来源
我国水体氮磷污染主要来自日常生活污染、农业生产污染及工业生产污染源。生活氮磷污染来自城市人口的排泄物、食品废物和合成洗涤剂。农业生产污染主要是农用化肥大量流失。工业污染主要为食品加工企业、化肥生产企业等工业废水中含有大量氮，磷化工行业排放含磷废水。此外，畜禽养殖、水产养殖、旅游、航运等也对流域水体富营养化造成了巨大的压力。
三、污水脱氮除磷的工艺概述
微生物脱氮除磷技术（Biological NutrientRe-moval）按微生物在系統中的不同状态，可分为活性污泥法和生物膜法，通过设立好氧区、缺氧区和厌氧区来实现硝化、反硝化、释磷和放磷以达到脱氮除磷的目的。具体的生物脱氮除磷工艺有：A2/O法同步脱氮除磷工艺、生物转盘同步脱氮除磷工艺、SBR工艺、氧化沟工艺、亚硝酸盐生物脱氮工艺、AB法及其变型工艺等。而这些工艺可以说都属于组合工艺，其发展于传统的污水处理技术，又超越了传统的生物处理技术的实践范围。从系统的泥龄、流态到配套设备都朝着扬长避短的组合方向发展。一方面能满足传统处理去除有机物、悬浮物的要求;另一方面又能除磷，并经过硝化、反硝化作用而达到脱氮目的。国内外学者对此进行了深入的研究，并使其发展到基于小试、中试的半生产性实验和工程应用。在理论和实践上进一步证明组合工艺技术的可行性和实用性，并在实际中对组合工艺进行了优化。所有这些都是考虑到脱氮除磷均包含着厌氧、缺氧、好氧三种状态的交替。其目的是通过组合和优化三种状态的组合方式及其数量的时空分布以及回流方式、位置而达到高效脱氮除磷的目的。
除磷脱氮工艺在涉及泥龄上存在矛盾：首先，除磷需要泥龄短。生物除磷主要靠排出剩余污泥而带走磷，因此，如要除磷效率高，就必须加大污泥排泥量。其次，脱氮需要泥龄长。脱氮的关键步骤是硝化，消化过程不充分，则无法提高脱氮效率。但是，硝化菌（包括亚消化菌）是一类增值速度较慢的微生物，所需要的世代时间比较长，通常需要3～5d，因此在泥龄短的系统中，硝化菌量极少。因此，如何确定合理的泥龄是提高除磷脱氮效率的技术关键。不可只偏重于其中一个方面。在特殊的情况下，可以改变泥龄的长短来调节除磷脱氮的重心。
四、脱氮除磷工艺
1、AB改进工艺
AB污水处理工艺是一种新型两段生物处理工艺，即生物吸附-生物降解两段活性污泥法，AB法对BOD、COD、氨氮的去除率高于传统活性污泥法，但是该工艺深度处理氮磷能力较差，因此需要对其进行改进，以达到出水水质要求，防止由于氮磷处理不充分而导致水体富营养化。主要的改进措施包括增加污泥回流装置，提高C源利用率;增加其它方式的C源，充分除去水中氮磷，改进后的AB工艺适用于大部分污水处理厂，在我国污水处理厂中应用较为广泛。
2、A/O工艺
A/O工艺即厌氧/好氧工艺，通过聚磷菌在厌氧和好氧的循环实现磷的去除，是最基本的生物脱氮除磷工艺。设备简单、操作要求较低，但是传统A/O工艺出水水质较差，对水质要求苛刻，无法去除高浓度污水中的氮磷，近期研究表明，分段进水A/O工艺可以较好地解决上述缺点，有效地去除高浓度水中的氮磷，但其可能会丝状菌污泥膨胀，应用方面还有较多局限性。
3、A2/O工艺
A2/O工艺具有较高的有机物去除和脱氮除磷能力，对于高浓度的工业废水与生活污水处理效果明显，在北方寒冷的冬季，依然能正常稳定的工作，但其对C源要求较高，脱氮与除磷两者之间的碳源矛盾依旧存在。而在此基础上改进的倒置A2/O工艺采用两点进水，降低初沉池的停留时间，进水的碳源有机物增加，初步解决了C源不足的问题。此外，该流程还有简洁、投资省、能耗低、整个工艺运行稳定，抗冲击能力强、管理方便等优点，非常适合应用于老污水厂改造。
4、氧化沟
氧化沟工艺是20世纪50年代初期逐步形成的一种污水处理方式，通过污水中的硝化反硝化反应进行高效率的脱氮除磷。近些年，奥贝尔氧化沟（Orbal）工艺逐步发展起来，通过在外沟道中同时进行硝化反硝化反应，能有效地减少反应设备的数量和尺寸、氧气的供给、大幅度降低碳源的投加，节省诸多费用，以此达到节约能耗，低成本运营的目的。
五、影响脱氮除磷效果的因素
从国内各地的实践来看，污水处理厂影响脱氮除磷效果的主要因素有溶解氧、温度、有机碳、pH值、泥龄及有毒有害物质等因素，而影响以上指标的主要原因是受管网建设、运行管理、设备设施、进水水质及气候条件等多种因素影响。
1、管网建设不配套，先天碳源不足
影响实际处理效率的重要原因是连接污水处理厂的配套管网建设严重滞后。众多城市污水处理规划设计普遍存在“重厂轻网”现象。处理厂设计规模偏大，管网却不配套，直接导致实际来水量严重不足。且大部分城市的配套管网建设都为雨污合流，致使污水处理厂进水浓度偏低，远达不到欧美国家的碳源浓度，降低了运行负荷率，进水碳源不足导致氮磷去除效果不理想，未能达到良好的减排效果。
2、设备设施达不到要求
我国部分污水处理厂硝化功能低，自动控制水平较差，加之运行技术人员缺乏经验，硝化效果的有无很大程度上依赖于自然界春夏秋冬的自然更替，部分污水处理厂提高硝化的效果仅仅是简单地减少排泥或者增加曝气量，远远没有达到优化运行的效果。这样的运行现状不仅使硝化效果无法得到稳定的保证，而且会造成极大的能源浪费。 3、进水水质及气候条件影响大部分城市由于进水水质不稳定，平均进水浓度处于中等浓度水平，但日平均值变动大，化学需氧量和生化需氧量比值（B/C）偏低，进水悬浮物浓度的波动最为明显，严重影响了污水处理厂脱氮除磷的处理效果，达到一级标准A标准有一定的难度。然而，温度对除磷效果的影响虽不如对生物脱氮过程的影响那么明显，因为在高温、中温、低温条件下，有不同的菌群都具有生物脱磷的能力，但低温情况下硝化菌增殖速率会大大降低，导致出水氨氮升高。
六、合理选择除磷药剂、确定药剂投加点、控制加药量
由于进水B/P值过低，无法满足生物除磷的要求，出水总磷难以达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18917-2002一级A标准）。需要增加化学除磷。那么如何选择化学除磷药剂、确定药剂投加点、合理控制加药量至关重要。
1、药剂选型实验
考虑到药剂的絮凝效果和价格，我厂具体对聚合氯化铝（PAC）、固体硫酸铝、硫酸铝废液、液体硫酸铁这四种除磷药剂进行了对比试验。
（一）固态除磷药剂对比见下图，
（二）液态除磷药剂对比见下图，
从实验室小试以及生产中试结果来看，聚合氯化铝、固体硫酸铝、硫酸铝废液总磷的去除率比较理想。
2、加药点的选择
通过对前置（缺氧段）、同步（曝气池末端）、后置（二沉池）这三个化学除磷的投加点进行对比分析，从总体效果来看，曝气池末端加药，既增加了化学药剂在系统的停留时间，同时利用二沉池絮凝沉淀的功能，使得二沉池出水SS明显降低，减轻了纤维滤池的负荷，同时达到了提高总磷去除率的效果。
3、合理控制加药量
在进行系统加药的前几天，每日投加量保持在2-3t，过量的加药主要是为了增加生化系统内总磷的总负荷，待系统稳定后，在将药量控制在1-1.5t/d。
目前，该厂化学药剂的投加主要以废液为主，固体硫酸铝为辅的投加方式。废液用量为500mL/t水，使用后总磷的去除率达到80%以上。但由于废液中二氧化铝的含量存在不稳定性，这就要求以每批次产品的分析检测数据来指导生产，适时调整加药量。若废液的去除效率不高时，应及时更换为固体硫酸铝，目前固体硫酸铝的用量为30g/t水。
通过改变二期工程剩余污泥的排放方式，使得二期剩余污泥回到一期生化池缺氧段内，污泥中残存的药剂，同时起到了前置加药的效果，降低了生物除磷的负荷，也提了一期总磷的去除率。
七、结束语
根据污水处理厂脱氮除磷工艺控制的不同，除磷的效果也有所不同，在污水處理方面我们要进一步探索新的工艺和技术，提高污水处理过程中脱氮除磷的水平。
参考文献：
[1]王广伟;邱立平;张守彬废水除磷及磷回收研究进展[J].水处理技术2010
[2]王玉芝.污水脱氮除磷技术及工艺探析[J].化学工程与装备，2007
【关键词】 污水处理;脱氮除磷;运行控制
一、前言
随着当前人们生活和生产水平的不断提高，排放出大量的工业废水和生活污水，污水中含有大量的氮、磷等物质，直接排放会对水体造成污染，当前不同的污水处理单位运用脱氮、除磷的工艺有所不同，达到的效果也不相同。下面就对脱氮除磷的运行控制进行叙述。
二、水体中氮磷的主要来源
我国水体氮磷污染主要来自日常生活污染、农业生产污染及工业生产污染源。生活氮磷污染来自城市人口的排泄物、食品废物和合成洗涤剂。农业生产污染主要是农用化肥大量流失。工业污染主要为食品加工企业、化肥生产企业等工业废水中含有大量氮，磷化工行业排放含磷废水。此外，畜禽养殖、水产养殖、旅游、航运等也对流域水体富营养化造成了巨大的压力。
三、污水脱氮除磷的工艺概述
微生物脱氮除磷技术（Biological NutrientRe-moval）按微生物在系統中的不同状态，可分为活性污泥法和生物膜法，通过设立好氧区、缺氧区和厌氧区来实现硝化、反硝化、释磷和放磷以达到脱氮除磷的目的。具体的生物脱氮除磷工艺有：A2/O法同步脱氮除磷工艺、生物转盘同步脱氮除磷工艺、SBR工艺、氧化沟工艺、亚硝酸盐生物脱氮工艺、AB法及其变型工艺等。而这些工艺可以说都属于组合工艺，其发展于传统的污水处理技术，又超越了传统的生物处理技术的实践范围。从系统的泥龄、流态到配套设备都朝着扬长避短的组合方向发展。一方面能满足传统处理去除有机物、悬浮物的要求;另一方面又能除磷，并经过硝化、反硝化作用而达到脱氮目的。国内外学者对此进行了深入的研究，并使其发展到基于小试、中试的半生产性实验和工程应用。在理论和实践上进一步证明组合工艺技术的可行性和实用性，并在实际中对组合工艺进行了优化。所有这些都是考虑到脱氮除磷均包含着厌氧、缺氧、好氧三种状态的交替。其目的是通过组合和优化三种状态的组合方式及其数量的时空分布以及回流方式、位置而达到高效脱氮除磷的目的。
除磷脱氮工艺在涉及泥龄上存在矛盾：首先，除磷需要泥龄短。生物除磷主要靠排出剩余污泥而带走磷，因此，如要除磷效率高，就必须加大污泥排泥量。其次，脱氮需要泥龄长。脱氮的关键步骤是硝化，消化过程不充分，则无法提高脱氮效率。但是，硝化菌（包括亚消化菌）是一类增值速度较慢的微生物，所需要的世代时间比较长，通常需要3～5d，因此在泥龄短的系统中，硝化菌量极少。因此，如何确定合理的泥龄是提高除磷脱氮效率的技术关键。不可只偏重于其中一个方面。在特殊的情况下，可以改变泥龄的长短来调节除磷脱氮的重心。
四、脱氮除磷工艺
1、AB改进工艺
AB污水处理工艺是一种新型两段生物处理工艺，即生物吸附-生物降解两段活性污泥法，AB法对BOD、COD、氨氮的去除率高于传统活性污泥法，但是该工艺深度处理氮磷能力较差，因此需要对其进行改进，以达到出水水质要求，防止由于氮磷处理不充分而导致水体富营养化。主要的改进措施包括增加污泥回流装置，提高C源利用率;增加其它方式的C源，充分除去水中氮磷，改进后的AB工艺适用于大部分污水处理厂，在我国污水处理厂中应用较为广泛。
2、A/O工艺
A/O工艺即厌氧/好氧工艺，通过聚磷菌在厌氧和好氧的循环实现磷的去除，是最基本的生物脱氮除磷工艺。设备简单、操作要求较低，但是传统A/O工艺出水水质较差，对水质要求苛刻，无法去除高浓度污水中的氮磷，近期研究表明，分段进水A/O工艺可以较好地解决上述缺点，有效地去除高浓度水中的氮磷，但其可能会丝状菌污泥膨胀，应用方面还有较多局限性。
3、A2/O工艺
A2/O工艺具有较高的有机物去除和脱氮除磷能力，对于高浓度的工业废水与生活污水处理效果明显，在北方寒冷的冬季，依然能正常稳定的工作，但其对C源要求较高，脱氮与除磷两者之间的碳源矛盾依旧存在。而在此基础上改进的倒置A2/O工艺采用两点进水，降低初沉池的停留时间，进水的碳源有机物增加，初步解决了C源不足的问题。此外，该流程还有简洁、投资省、能耗低、整个工艺运行稳定，抗冲击能力强、管理方便等优点，非常适合应用于老污水厂改造。
4、氧化沟
氧化沟工艺是20世纪50年代初期逐步形成的一种污水处理方式，通过污水中的硝化反硝化反应进行高效率的脱氮除磷。近些年，奥贝尔氧化沟（Orbal）工艺逐步发展起来，通过在外沟道中同时进行硝化反硝化反应，能有效地减少反应设备的数量和尺寸、氧气的供给、大幅度降低碳源的投加，节省诸多费用，以此达到节约能耗，低成本运营的目的。
五、影响脱氮除磷效果的因素
从国内各地的实践来看，污水处理厂影响脱氮除磷效果的主要因素有溶解氧、温度、有机碳、pH值、泥龄及有毒有害物质等因素，而影响以上指标的主要原因是受管网建设、运行管理、设备设施、进水水质及气候条件等多种因素影响。
1、管网建设不配套，先天碳源不足
影响实际处理效率的重要原因是连接污水处理厂的配套管网建设严重滞后。众多城市污水处理规划设计普遍存在“重厂轻网”现象。处理厂设计规模偏大，管网却不配套，直接导致实际来水量严重不足。且大部分城市的配套管网建设都为雨污合流，致使污水处理厂进水浓度偏低，远达不到欧美国家的碳源浓度，降低了运行负荷率，进水碳源不足导致氮磷去除效果不理想，未能达到良好的减排效果。
2、设备设施达不到要求
我国部分污水处理厂硝化功能低，自动控制水平较差，加之运行技术人员缺乏经验，硝化效果的有无很大程度上依赖于自然界春夏秋冬的自然更替，部分污水处理厂提高硝化的效果仅仅是简单地减少排泥或者增加曝气量，远远没有达到优化运行的效果。这样的运行现状不仅使硝化效果无法得到稳定的保证，而且会造成极大的能源浪费。 3、进水水质及气候条件影响大部分城市由于进水水质不稳定，平均进水浓度处于中等浓度水平，但日平均值变动大，化学需氧量和生化需氧量比值（B/C）偏低，进水悬浮物浓度的波动最为明显，严重影响了污水处理厂脱氮除磷的处理效果，达到一级标准A标准有一定的难度。然而，温度对除磷效果的影响虽不如对生物脱氮过程的影响那么明显，因为在高温、中温、低温条件下，有不同的菌群都具有生物脱磷的能力，但低温情况下硝化菌增殖速率会大大降低，导致出水氨氮升高。
六、合理选择除磷药剂、确定药剂投加点、控制加药量
由于进水B/P值过低，无法满足生物除磷的要求，出水总磷难以达到城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18917-2002一级A标准）。需要增加化学除磷。那么如何选择化学除磷药剂、确定药剂投加点、合理控制加药量至关重要。
1、药剂选型实验
考虑到药剂的絮凝效果和价格，我厂具体对聚合氯化铝（PAC）、固体硫酸铝、硫酸铝废液、液体硫酸铁这四种除磷药剂进行了对比试验。
（一）固态除磷药剂对比见下图，
（二）液态除磷药剂对比见下图，
从实验室小试以及生产中试结果来看，聚合氯化铝、固体硫酸铝、硫酸铝废液总磷的去除率比较理想。
2、加药点的选择
通过对前置（缺氧段）、同步（曝气池末端）、后置（二沉池）这三个化学除磷的投加点进行对比分析，从总体效果来看，曝气池末端加药，既增加了化学药剂在系统的停留时间，同时利用二沉池絮凝沉淀的功能，使得二沉池出水SS明显降低，减轻了纤维滤池的负荷，同时达到了提高总磷去除率的效果。
3、合理控制加药量
在进行系统加药的前几天，每日投加量保持在2-3t，过量的加药主要是为了增加生化系统内总磷的总负荷，待系统稳定后，在将药量控制在1-1.5t/d。
目前，该厂化学药剂的投加主要以废液为主，固体硫酸铝为辅的投加方式。废液用量为500mL/t水，使用后总磷的去除率达到80%以上。但由于废液中二氧化铝的含量存在不稳定性，这就要求以每批次产品的分析检测数据来指导生产，适时调整加药量。若废液的去除效率不高时，应及时更换为固体硫酸铝，目前固体硫酸铝的用量为30g/t水。
通过改变二期工程剩余污泥的排放方式，使得二期剩余污泥回到一期生化池缺氧段内，污泥中残存的药剂，同时起到了前置加药的效果，降低了生物除磷的负荷，也提了一期总磷的去除率。
七、结束语
根据污水处理厂脱氮除磷工艺控制的不同，除磷的效果也有所不同，在污水處理方面我们要进一步探索新的工艺和技术，提高污水处理过程中脱氮除磷的水平。
参考文献：
[1]王广伟;邱立平;张守彬废水除磷及磷回收研究进展[J].水处理技术2010
[2]王玉芝.污水脱氮除磷技术及工艺探析[J].化学工程与装备，2007