生物脱氮除磷新工艺及技术进展

生物脱氮除磷新工艺及技术进展

一、反硝化除磷耦合工艺

1. 反硝化除磷（DPB）技术

利用反硝化聚磷菌（DPB）在缺氧条件下以硝酸盐（NO??）为电子受体完成吸磷与脱氮的双重功能，实现“一菌两用”。该技术解决了传统工艺中碳源竞争和污泥龄矛盾问题，尤其适用于低碳氮比（C/N < 5）污水。

（1）核心优势：节省碳源（COD利用率提升30%）、减少曝气能耗（降低25%）、污泥产量减少20%。

（2）工艺代表：

BCFS工艺：通过厌氧、缺氧、好氧分区及多级循环优化，总磷（TP）去除率 >95%，总氮（TN）去除率 >90%。

UCT改良工艺：设置两级缺氧池，避免硝酸盐回流干扰厌氧释磷，TP去除率可达90%以上。

2. 倒置A?/O工艺

将传统A?/O工艺的“厌氧-缺氧-好氧”顺序调整为“缺氧-厌氧-好氧”，前置缺氧区优先完成反硝化，消除硝酸盐对后续厌氧释磷的抑制。

特点：无需混合液内回流，投资成本降低15%；出水TP ≤0.5 mg/L，TN ≤10 mg/L。

二、短程硝化与厌氧氨氧化技术

1. 短程硝化反硝化（SHARON）

通过控制温度（30–35℃）和pH（6.5–7.5），抑制硝酸菌活性，使硝化停留在亚硝酸盐（NO??）阶段，减少25%曝气量和40%碳源消耗。

适用场景：高氨氮废水（如垃圾渗滤液、化工废水），氨氮去除率 >85%。

2. 厌氧氨氧化（ANAMMOX）

在厌氧条件下，ANAMMOX菌直接将氨氮（NH??）与亚硝酸盐（NO??）转化为氮气（N?），无需有机碳源，污泥产率仅为传统工艺的10%。

优势：能耗降低60%，适用于低C/N比污水（如污泥消化液）。

工艺组合：

SHARON-ANAMMOX耦合工艺：SHARON完成部分亚硝化后，ANAMMOX处理剩余氨氮，总氮去除率 >90%。

三、多级AO与膜生物反应器（MBBR）

1. 多级AO工艺

通过串联多级缺氧/好氧区，强化脱氮除磷效果。例如：

四级AO工艺：TN去除率 >85%，TP去除率 >80%，适用于提标改造项目。

MBBR工艺：在生物膜载体上富集功能菌群（如硝化菌、DPB），容积负荷提升3倍，抗冲击能力强。

2. CAST/A?NSBR工艺

结合SBR时序控制与反硝化除磷，实现一体化脱氮除磷。

CAST工艺：通过选择区抑制丝状菌，同步完成脱氮（TN ≤15 mg/L）和除磷（TP ≤0.3 mg/L）。

A?NSBR工艺：两段式SBR分别处理碳源与硝化液，TP去除率接近100%，TN去除率 >90%。

四、化学-生物协同工艺

1. 化学辅助生物除磷

在生物处理段投加铁盐（Fe??）或铝盐（Al??），形成磷酸盐沉淀，解决污泥龄长导致的磷二次释放问题。

投加比例：Fe/P = 1.5–2:1，TP去除率提升至95%以上。

2. 鸟粪石（MAP）结晶法

在厌氧区末端投加镁盐（如MgCl?），生成磷酸铵镁（MgNH?PO?）沉淀，实现磷回收（纯度 >90%）。

总结对比表

工艺	核心原理	适用场景	优势	限制
BCFS	多级循环+反硝化除磷	低碳氮比市政污水	同步脱氮除磷，污泥量少	流程复杂，投资较高
SHARON-ANAMMOX	短程硝化+厌氧氨氧化	高氨氮工业废水	无需碳源，能耗低	启动周期长（>3个月）
倒置A?/O	缺氧前置优化碳源分配	传统污水厂改造	投资低，运行稳定	需严格DO控制
MBBR	生物膜富集功能菌群	高负荷/冲击负荷污水	抗冲击强，占地小	载体成本高，易堵塞
化学辅助生物除磷	Fe??/Al??沉淀+生物代谢	污泥龄长导致的磷释放	快速见效，TP去除率高	化学污泥需额外处理

 

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