脱氮除磷新工艺在污水处理中的应用研究

SHANXI CHEMICAL INDUSTRYTotal 181No. 3, 2019DOI： 10. 16525/j. cnki. cnl4-1109/tq. 2019. 03. 72脱氮除磷新工艺在污水处理中的应用研究王君(山西新纪元环境设计研究院有限公司，山西 太原 030024)摘要：污水处理是现代经济社会发展中必不可少的部分，污水处理工艺的合理性直接关系到污水处理效

果和污水处理的经济性，现有的污水处理工艺在应用过程中普遍存在着净化效率低、成本高的缺陷，极 大地限制了污水处理的进一步发展。对脱氮除磷新工艺的应用原理进行了研究，对其在污水处理中的

应用效果进行了分析，结果表明，脱氮除磷工艺在污水处理中具有经济性好、净化效果优良、水体净化效 率高的优点，极大地提升了污水处理效果及其经济性，具有极大的应用推广价值。关键词：脱氮除磷；污水处理；应用研究；经济性中图分类号：X703 文献标识码:A 文章编号：1004-7050(2019)03-0205-02引言水被称为“生命之源”，直接关系到人类的生存, 我国是一个人均水资源极其匮乏的国家，随着经济

根据在污水净化中的实际应用，表明该方案具有稳

定性高、经济性好的优点，极大地提升了对富营养化 水体的净化效率,具有极大的应用推广价值。社会的发展，水体污染现象不断增加，特别是随着工 业废水排放量的不断增加，导致水体富营养化严重，

1同步硝化反硝化(SND)除磷工艺SND除磷工艺皿属于反硝化除磷工艺的一种， 其主要是利用富氧水体内的硝化细菌的活性比聚磷 细菌的活性强，在进行充分硝化的过程中需要长时 间与氧气进行接触，在此过程中，聚磷细菌的炭源反 过来会被自身所利用，无法有效地进行除磷，而反硝

各处频繁出现“赤潮”等水质恶化情况，给人类的生 产生活造成了极大的影响。特别是城市污水处理 厂，由于水体富营养净化处理技术的滞后，采用传统 水体净化方案存在着净化效率低下、成本高的缺陷，

给污水处理带来了极大的影响，因此，迫切需要针对 化除磷则利用聚磷细菌在厌氧环境中的厌氧释磷特 性,将体内的磷元素释放，从而由硝化细菌进行脱氮

性地开发一种新的水体富营养净化处理技术，提高 其对富营养化水体的净化效率和净化经济性。经过

除磷，其工艺流程如图1所示⑵O长期研究,本文提出了一种新的脱氮除磷技术方案，

进忘|厌氧池| 彳沉淀池I —q硝化池| *沉淀池U —*缺氧池| *后曝气| *沉淀池叫出水厌氧污泥回流\"\"污泥回流图1剩余污泥排放脱氮除磷工艺原理示意图由图1可知，在该脱氮除磷工艺中，其设置了

体脱氮除磷的过程，该处理工艺应用的前提是在污

3组污水污泥回流系统，利用在硝化脱氮过程中污 泥的回流来补偿硝化池内的污泥量，利用终沉池聚

磷污泥回流来补充厌氧池内的污泥量。染水体处理的前期，水体一般处在缺氧、碳源易降解 同时水体中存在着大量的反硝化菌群的情况。其处

理的优点主要在于能够将反应池内的酸碱环境保持 稳定,能够有效降低反应过程中的投碱量，节约氧气 用量,缩短反应时间，提高水体污染处理的经济性。SND处理工艺主要是指将污水处理过程中的 硝化反应和反硝化反应在同一反应池内进行富养水

在该工艺应用过程中需要将水体内的酸碱值维

收稿日期：2019-04-15作者简介：王君，女，1985年出生，毕业于昆明理工大学，工程师，从事环境污染治理相关方面咨询和设计工作。持在偏碱性的环境内⑶，这是由于，在偏碱性的环境

中能够有效地提升反应过程中的溶氧量，大幅提升 对水体内溶解氧气的利用率，加快同步硝化反硝化

山西化工・206・sxhxgy@ 163. com第39卷的工艺过程。经过实际验证可知，当污水中溶解氧 的质量浓度为0. 48 mg/L的情况下，反应池内污水

具有最佳的厌氧和好氧平衡状态。此情况下水体中 的亚硝化细菌的存活周期约为27 d,硝化菌的存活

周期约为47 d,且会随着反应池内污泥沉积时间的 增加而逐渐增加，会进一步优化水体内的酸碱环境， 加快硝化和反硝化反应过程。通过对该除磷工艺的实际应用表明，该除磷工

艺在实际应用中具有较高的稳定性，磷元素的去除 率可达98%以上，脱氮的稳定性在95%左右，在应

用过程中该工艺对氧气的消耗量仅为传统除磷工艺 的46%,处理过程中的污泥产量比传统工艺降低了

约37%,污泥的沉降性能极好，工艺性、经济性好, 稳定性高。2脱氮工艺脱氮的原理是利用有机菌群将水体中的有机氮 元素转换为有机氮，再利用系统中的硝化细菌在富 氧状态下将有机氮转换为硝态氮，最后，在低浓度氧

气的状态下利用反硝化细菌将有机氮转换为氮气， 从而实现将富营养水体中的氮元素析出的目的。在

该脱氮技术方案中，整个脱氮工艺流程包括不同环 境状态下的硝化和反硝化流程。其氨化作用是指有

机氮化合物在氨化细菌作用下将其转换为氨氮；硝 化作用和反硝化作用则是在不同的氧气条件下将氮

分别转换为氮气、氧化氮等产物，从水体中排出，其 硝化反应的总方程式可表示为式(1)M ONH+ +1. 5O2 ^NOF +H2O+2H+ (1)反硝化反应方程式可表示为式(2)、式(3)。NOr + 2H+^NOr +H2O (2)NOr + 2H+^0・ 5N2 +2H2O+OH- ⑶生物脱氮处理流程如图2所示。|氨氮亚硝屈~~彳硝舉盐

硝酸盐|~~*氮气|全程硝化 反硝化图2生物脱氮工艺流程由分析可知，该生物脱氮工艺主要是使聚磷菌

在富氧的条件下，将水体内的氧化物进行摄取并分 解，然后，聚磷菌内的ATP在厌氧环境内进行水解， 形成并释放出能量,从而实现对能量的循环利用，降

低在污水处理过程中的能量消耗。3结论针对现有污水处理过程中对富营养水体处理工

艺流程繁琐、效率低下、经济性差的缺陷，针对富营 养水体的具体特性提出了一种新的脱氮除磷新工

艺。对该工艺流程、原理进行了分析，同时，根据实 际应用表明：1) 除磷工艺在实际应用中具有较高的稳定性， 磷元素的去除率可达98%以上，脱氮的稳定性在

95%左右，在应用过程中该工艺对氧气的消耗量仅

为传统除磷工艺的46%,处理过程中的污泥产量比

传统工艺降低了约37%,污泥的沉降性能极好，工

艺性、经济性好，稳定性高。2) 脱氮的原理是利用有机菌群将水体中的有

机氮元素转换为有机氮，再利用系统中的硝化细菌 在富氧的状态下将有机氮转换为硝态氮。整个脱氮

工艺流程包括在不同环境状态下的硝化和反硝化流

程，实现对能量的循环利用，降低在污水处理过程中 的能量消耗。参考文献：[1]

缪德祥，李小明，曾光明，等.单级SBR生物膜中全程

自养脱氮的研究[J].中国环境科学，2005,25(2)：222-

225.[2] 崔晨，王伯铎,张秋菊，等.污水生物脱氮除磷新工艺的 研究[J].地下水,2011,33(2):59-62.[3] 李长江.污水处理生物脱氮除磷工艺新技术及发展趋

势[J].山西建筑,2011,37(10):118-120.[4]

丁强，王振兴.污水生物处理工艺强化脱氮除磷的研究 进展[J].环境科技,2010,23(1):89-92.(英文摘要下转第217页)2019年第3期杨虹：煤矿污水处理过程的工艺改造・217・一些RO膜元件的方式。根据理论分析可以知道，

不同的污水水源应该进行分流后单独进行处理。虽 然我国的煤矿污水处理已经经过了多年的发展，并

污水经过反渗透装置以后，水中原本存在的大部分

的有机物、微生物以及几乎全部的盐分去除，从而对 水质的提高起到了非常大得作用。且在处理过程中取得了一定的成效，但是煤矿污水

处理不合理导致环境污染的恶劣事件仍然还在发 生，因此需要通过进一步加强对煤矿污水处理工艺 的改进来对煤矿污水进行合理的处理回收，来促进

对于煤矿的污水处理系统的监控部分主要可以 由下列几部分功能：由可编程序控制器为核心制作

的控制系统能够完成需要的数据分析、信号预处理 我国煤炭行业的可持续发展。以及故障报警功能；通过流量计检测污水流量变化 情况、通过压力计检测压力、利用液位计检测水位、

参考文献：［1］

袁磊，吴清法.旗山煤矿污水处理技术研究及应用口］. 水力采煤与管道运输,2010(4):19-21.电导率测试仪检测水的电导率以及pH检测仪检测 水中的pH值，检测数据经过计算处理后通过系统

进行显示;对系统故障的报警主要包括，储水水箱水 位超限报警、反渗透系统如水及出水电导率超高报 警以及其它故障报警。［2］ ［3］

李建华，张超，蔡贝珊.矿山废水处理技术现状［J］.山

西建筑，2014(29):66-67.郭阿娟.反渗透技术在煤矿水处理中的应用［J］.科技 情报开发与经济,2011(24):105-107.5结语(编辑：王璐)煤矿的污水主要包括生产污水及生活污水，对

Technological reform of coal mine sewage treatment processYANG Hong(Occupational Disease Prevention and Treatment Institute of Xishan Coal

Electricity (Group) Co. , Ltd. , Taiyuan Shanxi 030053, China)Abstract: In view of the existing sewage treatment process in coal mines, this paper makes a thorough discussion from the

design level, analyses the sources of coal mine sewage and the requirements for sewage treatment, defines the main principles in the process of sewage treatment, takes the specific technology of coal mine mist water treatment project as the main research

object, combines the design and selection of the process, and according to the actual needs, carries on the sewage treatment process at present. The automatic control system is designed to provide a technical reference for the process selection of coal mine sewage treatment.Key words: coal mine； sewage treatment； process transformation(上接第206页)Application of new process of nitrogen and

phosphorus removal in sewage treatmentWANG Jun(Shanxi New Era Environmental Design Research Institute Co. , Ltd. , Taiyuan Shanxi 030024, China)Abstract: Sewage treatment is an indispensable part in the development of modern economy and society. The rationality of

sewage treatment process is directly related to the sewage treatment effect and the economy of sewage treatment. The existing sewage treatment process generally has the defects of low purification efficiency and high cost, which greatly limits the further development of sewage treatment. The application principle of the new process of nitrogen and phosphorus removal was studied,

and its application effect in sewage treatment was analyzed. The results showed that the new process had the advantages of good

economy, good purification effect and high water purification efficiency, which greatly improved the sewage treatment effect and economy, and had great application and popularization value.Key words: nitrogen and phosphorus removal； sewage treatment； applied research； economy