编者按：今年进入夏季以来，包括“太湖”在内的“三湖”纷纷爆发了“蓝藻”危机，据专家分析，导致“蓝藻”大量繁殖的主要原因就是氮、磷超标。
自改革开放以来，国内城市建设的速度很快，随着城市人口的增长和工业的发展，城市污水处理中，“除磷脱氮”的压力越来越大。对此，国家城市给水排水工程技术研究中心总工程师郑兴灿在前不久由中国水网和清华大学环境系共同主办的水业高级论坛上，对污水处理中除磷脱氮工艺进行了系统的理论分析，并介绍了有关工艺的应用和除磷脱氮技术的发展趋势。
郑兴灿介绍说，目前，我国大部分污水处理厂都具有处理碳、氮的功能，但这一功能所占比例较小，而其他像一级处理等相关功能的规模却比较大。因此，加强除磷脱氮工艺将是我国污水处理厂的一个主要发展趋势。
■生物技术脱氮
氮的来源，包括生活污水中的，工业污水中的，地表径流的，主要由固体物或者氮氧化物产生，或者部分渗滤液也会产生。工业产生的氮所占比例较大，而生活污水中则主要包括有机氮和氨氮。工业污水，比如化肥等等，会导致现有处理系统中最后一项，系统中净水的氮含量，在最后阶段难以测定，这一工艺仍需改进。
目前，国内的脱氮主要通过生物技术来实现。在脱氮系统中，包括自养菌和异养菌。这两者的比例，会对脱氮系统的效果产生一定的影响。此外，反硝化细菌能够在缺氧的情况下，利用快速生物降解有机物进行繁殖，缺氧这一状态本身，只是起到了有机物水解的作用，但不能起到生长繁殖的作用。因此，在这样一个生物处理系统中，不同区域会出现不同的有机物，均由去除氮的特征决定。
总氮是由总凯氏氮和硝态氮组成的，在生物脱氮的过程中，颗粒性有机氮水解后变成了溶解性有机氮，溶解性有机氮氨化形成氨氮，氨氮硝化后变成亚硝酸盐或者硝酸盐氮。再利用
微生物的群体，通过生长繁殖的过程，将其还原成氮气，最后从系统中排出去。
■多种手段除磷
除磷工艺，主要通过硝化与反硝化来实现。硝化与反硝化最主要的控制目标，就是要稳定完全反硝化的目的，这由几个因素控制。磷有不同的组成，可以通过化学除磷，通过生物的合成，通过生物的除磷菌细胞等等手段，在整个除磷系统在共同作用。生物除磷原理很简单，就是厌氧与好氧条件的交替。这一工艺中，泥龄与除磷的关系并不大，而两个最主要的因素就是进入余污泥的磷量和硝酸盐的量。
在这种工艺条件下，有氧菌的发酵作用，实际上起到了生物选择器的作用，此外这个选择器还有其它附加的效果。好氧的作用就是合成新除磷菌细胞，产生富磷污泥，进行循环的过程。生物除磷系统中，好氧段与厌氧段所产生的机制能量，有很大的关系，而除磷的效果与厌氧段的吸收也有很大的关系。只要在厌氧之后设计建设缺氧系统，就能够达到除磷菌的作用，而不需像传统除磷工艺那样繁复。
■工艺流程不断完善
在工艺方面，从最初的硝化，到理论的应用，除磷和生物脱氮的工艺，自70年代一直沿用至今的主要是UCT等工艺，还有就是回流污泥反硝化的工艺流程。这类工艺流程在国内现阶段，应用比较广泛，效果也比较好。
目前，我国对工艺进行了改进，这种改进的对象，主要是现有除磷工艺的流程。这个流程改进有几个要点，如：在好氧段通过再解保证硝化性；由于进水中的SS比值非常高，因此污水处理厂的促成都不应超过1.5小时，以保证系统的稳定性；在条件不足的情况下，可以使用污泥发酵或其他的手段，使污泥细胞回流泥溶解，但这一方法现在还未实施。
净水悬浮固体的无机与无机组分离也是一个重点和难点。我国南方很多地区，例如广东一带，就存在没有硝化，或者硝化消失的情况。通过设置的改进，可以提高系统的有效利用。此外，还有一些新工艺、新流程可以引进，例如化学除磷等。随着膜技术的发展，传统的反硝化等工艺，与膜技术相结合，已经逐渐形成一种趋势，膜正逐渐取代沙子的地位。但这一技术，在使用中还有一些问题，与沙子相比，膜有自身的优势，也有不足。
硝化微生物在系统中有一定负面影响，但它通过厌氧、缺氧、好氧组合，相比传统工艺有很大优势，因此这种工艺的普及将是一个趋势。在现有工艺的基础上，与膜工艺的组合，再加上生物除氮磷和化学除磷，这一系列的工艺流程改进和普及，将对我国污水处理行业除磷脱氮工艺的成熟和完善发挥更大的作用。
作者：
2007-8-24