城市污水生物脫氮除磷工藝研究進(jìn)展

城市污水生物脫氮除磷工藝研究進(jìn)展城市污水生物脫氮除磷工藝研究進(jìn)展

隨著城市化的進(jìn)程加速，城市污水處理工藝的研究和改進(jìn)變得尤為重要。其中，城市污水生物脫氮除磷工藝是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，可以有效地降低城市污水排放中的氮、磷含量，減輕對(duì)水環(huán)境的污染。

生物脫氮除磷工藝是利用生物活性污泥中的微生物通過(guò)吸附、吸附-解吸、鈍化等方式，將污水中的氮、磷元素轉(zhuǎn)化為氣體的氮?dú)夂驮谖⑸矬w內(nèi)以無(wú)機(jī)磷形態(tài)儲(chǔ)存形式的磷。以下將對(duì)城市污水生物脫氮除磷工藝的研究進(jìn)展進(jìn)行探討。

首先，城市污水生物脫氮除磷工藝的核心是建立合適的生物脫氮除磷反應(yīng)器。常見(jiàn)的反應(yīng)器包括：生物脫氮除磷硝化-反硝化工藝、生物脫氮除磷侵蝕-吸附工藝、短程生物脫氮除磷工藝等。

生物脫氮除磷硝化-反硝化工藝是利用好氧條件下的硝化細(xì)菌將氨氮氧化為硝態(tài)氮，然后在缺氧條件下的反硝化細(xì)菌將硝態(tài)氮還原為氮?dú)?。這個(gè)過(guò)程可以實(shí)現(xiàn)氮的有效去除。然而，該工藝存在反硝化細(xì)菌伴隨有機(jī)物異化產(chǎn)生虧缺的問(wèn)題，導(dǎo)致氮?dú)猱a(chǎn)生而不能有效去除。

生物脫氮除磷侵蝕-吸附工藝是通過(guò)利用侵蝕劑，如硝酸鹽或氯酸鹽等，來(lái)提高硝化細(xì)菌對(duì)磷的親和力，從而實(shí)現(xiàn)同時(shí)去除氮和磷。這種工藝具有很好的去除效果，但侵蝕劑的使用也會(huì)增加運(yùn)行成本，并對(duì)微生物群落產(chǎn)生一定影響。

短程生物脫氮除磷工藝是利用好氧、缺氧、好氧的周時(shí)循環(huán)，使生物脫氮反硝化和磷吸附釋放交替進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)氮、磷的高效去除。這種工藝具有簡(jiǎn)化工藝流程、提高除磷效果的優(yōu)勢(shì)，但對(duì)反硝化過(guò)程的控制較為復(fù)雜。

其次，對(duì)于城市污水生物脫氮除磷工藝的提升，研究人員主要從兩個(gè)方向入手：微生物群落結(jié)構(gòu)與功能研究以及新型載體和填料材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究。

微生物群落結(jié)構(gòu)與功能研究是通過(guò)采集和分析生物活性污泥樣本中的微生物DNA或RNA序列，探索不同生物種類(lèi)對(duì)脫氮除磷工藝的貢獻(xiàn)和作用機(jī)制。這能夠揭示出關(guān)鍵微生物種類(lèi)的存在和作用，為工藝的優(yōu)化和調(diào)控提供理論基礎(chǔ)。

新型載體和填料材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用研究是通過(guò)改進(jìn)反應(yīng)器中的載體和填料材料，提高生物脫氮除磷反應(yīng)器中的微生物附著及生長(zhǎng)效果，進(jìn)一步提高除磷效果。例如，引入具有高比表面積和孔隙結(jié)構(gòu)的生物陶瓷球或者多孔載體，可以增加微生物的接觸機(jī)會(huì)，并提高反應(yīng)器的容納量。

最后，需要注意的是，在城市污水生物脫氮除磷工藝的研究和應(yīng)用過(guò)程中，也存在一些挑戰(zhàn)和難題需要解決。比如，碳源的供給與利用、反應(yīng)器運(yùn)營(yíng)的控制和調(diào)節(jié)等問(wèn)題都需要進(jìn)行深入研究。

綜上所述，城市污水生物脫氮除磷工藝的研究進(jìn)展涉及反應(yīng)器種類(lèi)的選擇、微生物群落結(jié)構(gòu)與功能研究以及新型載體和填料材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用等方面。未來(lái)需要開(kāi)展更多的實(shí)驗(yàn)和理論研究，以進(jìn)一步完善該工藝，提高除磷效果，減少對(duì)水環(huán)境的污染綜上所述，城市污水生物脫氮除磷工藝的研究通過(guò)微生物群落結(jié)構(gòu)與功能研究以及新型載體和填料材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，不斷提升了除磷效果。未來(lái)需要進(jìn)一步深入研究碳源供給與利