高效生物脱氮除磷工艺：Bardenpho工艺剖析与实践

一、引言

在污水处理领域，随着对水质要求的日益严格以及环保标准的不断提升，高效的生物脱氮除磷工艺显得尤为重要。Bardenpho工艺作为一种备受关注的污水处理工艺，其技术原理、结构特点以及实际应用情况对于深入理解和优化污水处理流程具有重要意义。通过对该工艺的全面解析，不仅能够为现有污水处理设施的运行管理提供参考，还能为未来新工艺的研发与应用奠定基础。

 

二、Bardenpho工艺的技术剖析

1.工艺原理与结构演变

（1）基本原理：Bardenpho工艺由Barnard于1973年提出，作为一种生物脱氮除磷工艺，其将前置反硝化与后置反硝化相结合。该工艺的核心在于通过多级缺氧 - 好氧段的串联设置，实现高效的脱氮除磷目标。在前置反硝化阶段，利用原水中的有机物作为碳源，将回流的硝态氮还原为氮气；后置反硝化阶段，则借助内源碳或外加碳源进一步去除残余硝态氮，从而显著提升脱氮效率。

（2）结构演变：传统的Bardenpho工艺由“厌氧 - 缺氧 - 好氧 - 缺氧 - 好氧”五段构成。然而，该传统结构存在一定弊端，即污泥回流携带的硝态氮会干扰厌氧释磷过程。为解决这一问题，改良Bardenpho工艺应运而生。改良工艺在传统工艺前增设厌氧池，并将70%的污泥回流至缺氧池，有效减少了硝态氮对释磷的影响。同时，将第二缺氧段的污泥龄延长至15 - 20h，进一步强化了脱氮效果。

2.工艺特点与优势

（1）高效脱氮除磷：通过多级反应区的协同作用，Bardenpho工艺展现出卓越的脱氮除磷能力。相关研究数据表明，经该工艺处理后，出水总氮（TN）可降低至3 - 5mg/L，总磷（TP）≤0.9mg/L，能够满足如GB18918 - 2002等严苛的排放标准。此外，对于低C/N比废水，如养猪场废水、海产品加工废水等，该工艺具有较强的适应性。通过合理调整碳源投加点，如在后缺氧段进行碳源投加，可有效提升反硝化效率。

（2）灵活性与稳定性：Bardenpho工艺具备显著的灵活性，可切换为多种运行模式，如改良Bardenpho + MBR + 臭氧催化氧化模式，以此应对复杂多变的水质波动情况。同时，该工艺抗冲击负荷能力强，适用于工业废水与生活污水的混合处理。

（3）局限性：尽管Bardenpho工艺具有诸多优势，但也存在一定局限性。一方面，该工艺对池容需求较大，导致基建成本相对较高；另一方面，其运行管理较为复杂，需要精准控制回流比、溶解氧等参数。

三、Bardenpho工艺的实际应用

（1）生活污水处理：在生活污水处理领域，Bardenpho工艺得到了广泛应用。例如，河北某污水厂采用改良Bardenpho工艺，处理后出水化学需氧量（COD）≤30mg/L、总氮（TN）≤11.9mg/L，水质稳定达标。上海松江半地下式污水厂则将改良Bardenpho工艺与多级AO工艺进行整合，能够适应不同的水质负荷，并为未来的提标改造预留了充足空间。

（2）工业废水处理：在工业废水处理方面，Bardenpho工艺同样表现出色。在液蛋加工废水处理中，采用Bardenpho + MBR + 臭氧催化氧化组合工艺，化学需氧量（COD）去除率高达97.5%，总氮（TN）去除率达到85.9%。在垃圾渗滤液处理中，通过对Bardenpho工艺进行改良（增设碳氧化池），实现了有机物与氨氮的高效去除。

四、Bardenpho工艺与多级AO工艺的对比

与多级AO工艺相比，Bardenpho工艺在多个方面存在差异。在池容分配上，Bardenpho工艺的厌氧池占比更高，这一设计强化了释磷效果；而多级AO工艺则更侧重于脱氮功能。在碳源利用方面，Bardenpho工艺通过分段碳源投加方式，即在预缺氧段利用原水碳源，后缺氧段采用内源或外加碳源，有效提升了碳源利用率。从运行成本来看，Bardenpho工艺能耗略高于多级AO工艺，但其脱氮除磷效果更为优异。

五、结论与展望

综上所述，Bardenpho工艺作为一种成熟且高效的生物脱氮除磷工艺，在污水处理领域具有广泛的应用前景。其通过独特的工艺原理、不断优化的结构以及灵活的运行模式，在生活污水和工业废水处理中均取得了良好效果。然而，该工艺也存在池容需求大、基建成本高以及运行管理复杂等问题。

展望未来，Bardenpho工艺的发展方向主要集中在工艺耦合与智能化控制方面。通过与MBR、沸石转轮等技术的深度结合，有望进一步提升处理效率与水质稳定性。同时，借助模糊逻辑系统等先进技术实现曝气与回流的智能化控制，降低能耗，提高运行经济性。未来研究可围绕这些方向展开深入探索，以推动Bardenpho工艺在污水处理领域的持续优化与发展。