城市污水中氮磷去除的先进技术
引言
氮磷是城市污水中的主要营养物质,过量排放会导致水体富营养化。传统的生物处理方法虽然能部分去除氮磷,但难以满足日益严格的排放标准。因此,开发高效的氮磷去除技术至关重要。
1. 生物脱氮除磷技术的优化
生物脱氮除磷技术通过微生物代谢将氮磷转化为气体或生物量,从而实现去除。以下是几种常见的优化策略:
短程硝化反硝化
短程硝化反硝化通过控制反应条件(如pH、溶解氧),将氨氮直接转化为亚硝酸盐后进行反硝化,减少能耗并提高效率。
厌氧氨氧化(Anammox)
厌氧氨氧化利用特定菌群将氨氮和亚硝酸盐直接转化为氮气,无需有机碳源,适用于高氨氮废水。
2. 化学沉淀法的应用
化学沉淀法通过向废水中加入沉淀剂(如铝盐、铁盐)生成难溶性磷酸盐化合物,从而实现磷的去除。为了提高效果,研究人员开发了以下改进技术:
复合沉淀剂
使用复合沉淀剂(如聚铝氯化铁)可以同时去除氮磷,并减少污泥产量。
磁性纳米颗粒
将磁性纳米颗粒与沉淀剂结合,形成易于分离的磁性絮体,显著提高处理效率。
3. 膜分离技术的创新
膜分离技术通过超滤(UF)或纳滤(NF)膜截留废水中的氮磷化合物,实现高效去除。以下是几种创新应用:
MBR+NF组合工艺
MBR用于去除悬浮物和有机物,随后通过NF膜进一步去除溶解性氮磷,确保出水水质达标。
表面改性膜
对膜表面进行功能化改性(如引入磷酸基团),增强对氮磷的选择性吸附能力。
实践案例
某城市污水处理厂采用“短程硝化反硝化+厌氧氨氧化”的组合工艺,成功将出水总氮浓度从40mg/L降至5mg/L以下,同时实现了90%以上的磷去除率。