合肥沃雨|经验丰富(多图)-六安污水处理厂脱氦除磷

脱氮除磷生态滤料：污水净化的“绿色卫士”在应对水体富营养化的挑战中，脱氮除磷生态滤料扮演着至关重要的角色。这类滤料是人工湿地、生态滤池等自然处理系统的介质，其使命在于、生态地去除污水中的氮（N）和磷（P）污染物。多孔载体，微生物的“家园”：生态滤料（如沸石、火山岩、陶粒、矿渣改性材料等）通常具备发达的多孔结构和巨大的比表面积。这为微生物（硝化菌、反硝化菌、聚磷菌等）提供了理想的附着、生长和繁殖场所，形成了活跃的生物膜——这是实现生物脱氮除磷的“主力军”。物化作用，协同增效：除了微生物作用，滤料本身也展现强大的物理化学性能：*除磷能手：富含钙、铁、铝等金属元素的滤料（如某些矿渣、改性材料）可通过化学沉淀、配位体交换或吸附作用直接固定水中的磷酸盐。*脱氮辅助：如天然沸石因其特殊的硅铝酸盐结构，对铵根离子（NH??）具有强选择性吸附能力，为后续硝化作用提供有利条件。生态优势显著：*环境友好：主要依赖自然过程和微生物作用，能耗低，化学药剂添加少甚至无需添加，二次污染风险小。*长效稳定：滤料机械强度高，耐冲刷，使用寿命长，维护相对简便。*综合净化：在脱氮除磷的同时，也能有效去除悬浮物（SS）、部分有机物（COD/BOD）和重金属等污染物。*生态融合：特别适用于构建人工湿地，与水生植物根系协同作用，营造良好景观与生态效益。广泛应用：生态滤料是处理城镇生活污水、农村分散污水、河道治理、景观水体维护以及污水处理厂尾水深度净化的理想选择，为实现水环境的长治久安提供了一条经济、、可持续的技术路径。它们是名副其实的“绿色卫士”，守护着水体的健康与清澈。

脱氮除磷滤料是一种用于污水深度处理的功能性介质，其原理在于物理吸附/化学沉淀与生物作用的协同，尤其依赖于滤料表面形成的生物膜微生态系统。其主要过程如下：1.物理吸附与化学沉淀（除磷主导）：*滤料（如改性沸石、活性氧化铝、某些特种陶粒、含铁/钙/铝材料）具有巨大的比表面积和丰富的微孔结构，或含有特定的化学活性组分。*吸附除磷：磷酸盐（PO?3?）通过静电引力、离子交换或配位体交换作用被吸附到滤料表面或孔隙中。*化学沉淀除磷：滤料溶解释放的金属离子（如Ca2?、Fe3?、Al3?）与污水中的磷酸盐结合，生成难溶性的磷酸盐沉淀（如羟基磷灰石、磷酸铁、磷酸铝），附着或沉积在滤料表面及内部孔隙。2.生物作用（脱氮主导，协同除磷）：*滤料粗糙多孔的表面为微生物（细菌、真菌、原生动物等）提供了理想的附着生长场所，形成复杂的生物膜。*生物脱氮：*硝化作用：在滤料层的好氧区域（通常在上部或曝气段），亚硝化菌（如*Nitrosomonas*）将氨氮（NH??）氧化为亚（NO??），硝化菌（如*Nitrobacter*）再将NO??氧化为（NO??）。此过程需要充足的溶解氧。*反硝化作用：在滤料层的缺氧/厌氧区域（通常在下部或非曝气段），反硝化菌利用污水中的有机碳源（或内源碳）作为电子供体，将NO??或NO??逐步还原为氮气（N?）或氧化亚氮（N?O），终以气体形式逸出系统，实现氮的去除。滤料的孔隙结构有助于形成局部缺氧微环境。*生物除磷（强化）：*在生物膜内部或特定设计的厌氧-好氧交替环境中，聚磷菌（PAOs）发挥作用。*厌氧释磷：在厌氧条件下（无氧、有可利用有机物），PAOs分解体内的聚磷酸盐，释放磷酸盐到水中，同时吸收并储存有机物（如PHA）。*好氧吸磷：在好氧条件下，PAOs利用储存的PHA大量过量吸收水中的磷酸盐，合成聚磷酸盐储存于体内。通过定期排放富含PAOs的剩余污泥（生物膜脱落物），实现磷的终去除。滤料的存在增加了生物量，提高了系统稳定性，有利于聚磷菌的富集。协同效应：*物理/化学作用为微生物提供了良好的附着载体和初始的除磷保障。*生物膜内部形成了复杂的氧化还原梯度（好氧-缺氧-厌氧），污水处理厂脱氦除磷，使得硝化、反硝化甚至生物除磷过程可以在同一滤料层内或不同区域（如分层滤料）、紧凑地协同进行。*滤料对污染物的截留作用延长了水力停留时间，增加了反应接触机会。*生物作用产生的代谢产物（如CO?、有机酸）可能影响化学沉淀过程，而化学沉淀物也可能成为微生物的附着点。总结：脱氮除磷滤料通过其物理化学特性（吸附、沉淀）和其表面形成的生物膜生态系统（硝化、反硝化、生物除磷）的协同作用，实现了对污水中氮（转化为N?去除）和磷（通过吸附/沉淀/生物富集污泥排放去除）的同步去除。其是构建了一个集物理、化学、生物过程于一体的微反应单元。

污水的生物脱氮除磷原理污水中过量的氮（氨氮、）和磷是导致水体富营养化的主要元凶。生物脱氮除磷技术巧妙地利用特定微生物的生理活动，在同一个处理系统中实现污染物的去除。*生物脱氮：硝化与反硝化的接力*硝化阶段（好氧环境）：在曝气充足的条件下，自养型硝化细菌（如亚硝化单胞菌、硝化）将污水中的氨氮（NH?/NH??）氧化为亚（NO??），并终氧化为（NO??）。这个过程需要消耗大量氧气和碱度。*反硝化阶段（缺氧环境）：污水随后进入缺氧区（存在但无溶解氧）。异养型反硝化细菌利用污水中的有机碳源（如BOD）作为电子供体，将（NO??）逐步还原为氮气（N?），释放到大气中，实现氮的去除。此过程需要充足的有机碳源。*生物除磷：聚磷菌的“”摄取*厌氧释磷：污水首入严格厌氧区（既无溶解氧也无）。特殊的一类细菌——聚磷菌（PAOs）在无氧条件下分解体内储存的聚磷酸盐（Poly-P），释放出正磷酸盐（PO?3?）到水中，同时利用这部分能量吸收污水中的挥发性脂肪酸（VFAs）等易降解有机物，转化为胞内储存物（如PHA）。*好氧吸磷：聚磷菌随后进入好氧区。它们利用储存的有机物（PHA）作为能量来源，大量地、超出其生长所需地从污水中过量吸收溶解性磷酸盐（PO?3?），合成新的聚磷酸盐储存在体内，其吸收量远大于厌氧阶段释放的量，从而实现磷的净去除。*协同作用与关键：*工艺整合：典型的工艺（如A2/O、SBR）通过合理设置厌氧、缺氧、好氧反应区，控制溶解氧和污泥/污水回流，为不同微生物创造适宜环境，使脱氮（硝化/反硝化）和除磷（释磷/过量吸磷）过程在时空上协同进行。*剩余污泥排放：富含聚磷菌（体内储存大量磷）的污泥作为剩余污泥被排出系统，是实现磷去除的关键步骤。否则，聚磷菌后磷会重新释放回水中。总结来说，生物脱氮除磷的在于：利用硝化菌和反硝化菌的接力反应将氮转化为无害氮气去除；利用聚磷菌在厌氧-好氧交替环境下的代谢能力（厌氧释磷并吸收碳源，好氧超量吸磷），终通过排放富磷剩余污泥实现磷的去除。这是一种、环境友好的污水深度处理技术。