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摘 要 我国城市水资源已经处于相对短缺的状态，这严重制约经济的发展，城市污水处理无论从经济还是从环境上来说都有着重大的战略意义。介绍NPR工艺在城镇污水处理中的应用，分析NPR工艺的原理和特点，展望NPR工艺的前景。
关键词 城镇污水处理；NPR工艺；脱氮除磷；应用
中图分类号 X703.1 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)121-0118-01
由于工业化进程的快速推进，加之我国人均水资源匮乏，导致了我国将近400个城市用水短缺，工业用水的处理已经成为了当前迫切的议题，水的再生与回用是环境保护、水污染防治的主要途径，是社会和经济可持续发展战略的重要环节。污水再生利用NPR（Nitrogen and Phosphorus Removal）工艺正是在这种背景下通过对水污染控制技术的集成开发形成的一种污水资源化的新工艺。
1 NPR工艺介绍
NPR高效脱氮除磷技术一种新型的污水再生技术，它将目前传统的A2O工艺和BAF工艺技术有机结合，使两种水处理技术优势互补、缺点互避，并且产生协同作用 ，极大提高了污水的处理效率，污水再生后用于工业生产用水、城市杂用水、农业灌溉等领域，是污水处理技术的一个重要突破。
1.1 NPR技术的工艺原理
分为两个主体生物段，第一主体生物段设置有厌氧段、缺氧段和好氧段共三部分，污水在厌氧段释放磷、部分有机物进行降解，在缺氧段进行反硝化脱氮，同时去除大部分有机物。NPR工艺好氧段与A2O完全不同，好氧段为氧保持段，主要进行聚磷菌过度摄磷以及部分有机物降解，好氧段以NH4-N硝化反应为主，出水经二沉池沉降处理后，进入到第二个生物段（BAF）。BAF池中主要对污水中残留的有机物以及水中悬浮物质进一步处理，同时进行硝化反应，将氨氮经硝化反应转变成硝态氮，BAF池出水部分回流到前端缺氧池进行反硝化脱氮，另一部分排放。二沉池产生的污泥一部分回流到厌氧段，另一部分作为剩余污泥排出系统。
1.2 NPR技术的工艺流程
如下图，各反应池的功能和特点：
1）厌氧池：进入污水与回流污泥混合，磷释放、高分子有机物发生水解反应。2）缺氧池1：反硝化反应脱氮、部分有机物的去除以及部分磷的吸收。3）缺氧池2：进一步反硝化反应脱氮、部分有机物的去除以及部分磷的吸收。4）氧保持段：磷的进一步吸收、有机物的降解，使水中保持一定的溶解氧，水力停留时间比A2O工艺缩短。5）二沉池：泥水分离，表面负荷比A2O工艺提高。6）BAF：进一步去除溶解性有机物、悬浮物以及进行硝化反应，出水水质比A2O工艺提高。
2 NPR技术的优点与不足
2.1 NPR技术的优点
1）NPR好氧段与A2O的好氧段不同， NPR工艺中好氧段是溶解氧的保持段，水力停留时间仅为A2O工艺的1/5～1/4，容积很小，减少了占地面积和工程造价。2）NPR工艺中二沉池分离出的回流污泥中不含硝酸盐和亚硝酸盐，回流至厌氧段后，无氧的释放过程，容易形成良好的厌氧过程，提高了回流污泥中微生物对磷的释放效果，也改善了好氧段聚磷菌对磷的摄取作用。NPR工艺中污泥龄很短，污泥产出率相对提高，大大提高了磷的去除效果。根据实际工程应用结果，总磷去除率可达到80%以上。3）NPR工艺是A2O工艺与BAF工艺结合的产物，二沉池出水中SS浓度一般低于40mg/L，保证了BAF进水中SS浓度低于60mg/L的要求，有效地避免了生物滤池堵塞问题，而且NPR工艺充分利用了生物滤池中可以内装对NH3-N具有吸附作用的滤料，生物量可以提高，NH3-N硝化过程可以强化，有利于对污水进行深度处理，从而保证了出水的品质。一般而言可以使出水水质达到中水回用水平，与传统的三级处理工艺相比大大缩短了工艺流程，省去了混凝加药过程，大幅度地降低了污水处理成本。4）在NPR工艺中，NH3-N的硝化过程是在后置的生物滤池中完成，硝化液回流到前置的缺氧段中，省去了典型的BAF工艺在生物滤池中设置缺氧层进行反硝过的复杂过程，简化了操作，提高了脱氮效果，根据实际运行结果，总氮去除率可达到90%以上。
2.2 NPR技术的缺点
1）生物滤池工艺部分的水头损失大，动力消耗大。2）生物滤池工艺部分由于必须定期反冲洗，当多池并联运行时，必须自动控制，导致维护管理复杂。
3 NPR技术的应用和前景
1）NPR技术在城镇污水处理中的应用。由于NPR技术是我国长期运行的两种成熟的水处理工艺的有机结合，这种新技术在经过试验和实践之后被证明是一种适用于城镇污水处理的最新工艺。在应用于工程时非常可靠，而且成熟。在同等的投资费用和运行成本条件下，可以直接将城市污水处理成回用水水质，生物除磷效果可以提高2倍以上，脱氮效率可以提高50%～70%。NPR工艺污染物的总去除率显著提高，系统NH3-N的去除效率可达80%~90%，总氮去除效率60%~70%，出水水质基本已经达到回用景观环境用水水质要求。2）NPR技术的应用前景。城市污水再生利用的总体目标是充分利用城市污水资源、削减水污染负荷、节约用水、促进水的循环利用、提高水的利用效率。目前，我国城市缺水的形势很严峻，这一情况并将越来越严重，面临这一情况，水治理由排放型和处理型工艺向资源型治理工艺转变，是污水处理的必然趋势，污水资源化利用的前景将更加广阔。在我国水资源的严重缺乏情况下，污水资源化再生利用有着重大意义。由于NPR工艺具有投资及运行成本低的特点，该工艺在我国污水处理资源化应用领域具有极强的市场竞争力和产业化推广价值，具有广阔的应用前景。
4 结论
我国水资源相对匮乏，水污染情况较为严重，工业用水量大，城市水资源严重短缺，NPR技术的应用对于解决我国用水现状和可持续发展有着重大的意义。
参考文献
[1]邓荣森,郎建,王涛,等.城市污水生物除磷脱氮机理研究探讨[J].重庆建筑大学学报,2002,24(3):106-110.
[2]陆轶峰.城市污水生物脱氮除磷常规工艺分析[J].云南科学. 2002,21(1):47-49.
[3]龚元华.污水生物脱氮除磷技术的现状与发展[J].工程与技术,2000,(7):23-25
关键词 城镇污水处理；NPR工艺；脱氮除磷；应用
中图分类号 X703.1 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2010)121-0118-01
由于工业化进程的快速推进，加之我国人均水资源匮乏，导致了我国将近400个城市用水短缺，工业用水的处理已经成为了当前迫切的议题，水的再生与回用是环境保护、水污染防治的主要途径，是社会和经济可持续发展战略的重要环节。污水再生利用NPR（Nitrogen and Phosphorus Removal）工艺正是在这种背景下通过对水污染控制技术的集成开发形成的一种污水资源化的新工艺。
1 NPR工艺介绍
NPR高效脱氮除磷技术一种新型的污水再生技术，它将目前传统的A2O工艺和BAF工艺技术有机结合，使两种水处理技术优势互补、缺点互避，并且产生协同作用 ，极大提高了污水的处理效率，污水再生后用于工业生产用水、城市杂用水、农业灌溉等领域，是污水处理技术的一个重要突破。
1.1 NPR技术的工艺原理
分为两个主体生物段，第一主体生物段设置有厌氧段、缺氧段和好氧段共三部分，污水在厌氧段释放磷、部分有机物进行降解，在缺氧段进行反硝化脱氮，同时去除大部分有机物。NPR工艺好氧段与A2O完全不同，好氧段为氧保持段，主要进行聚磷菌过度摄磷以及部分有机物降解，好氧段以NH4-N硝化反应为主，出水经二沉池沉降处理后，进入到第二个生物段（BAF）。BAF池中主要对污水中残留的有机物以及水中悬浮物质进一步处理，同时进行硝化反应，将氨氮经硝化反应转变成硝态氮，BAF池出水部分回流到前端缺氧池进行反硝化脱氮，另一部分排放。二沉池产生的污泥一部分回流到厌氧段，另一部分作为剩余污泥排出系统。
1.2 NPR技术的工艺流程
如下图，各反应池的功能和特点：
1）厌氧池：进入污水与回流污泥混合，磷释放、高分子有机物发生水解反应。2）缺氧池1：反硝化反应脱氮、部分有机物的去除以及部分磷的吸收。3）缺氧池2：进一步反硝化反应脱氮、部分有机物的去除以及部分磷的吸收。4）氧保持段：磷的进一步吸收、有机物的降解，使水中保持一定的溶解氧，水力停留时间比A2O工艺缩短。5）二沉池：泥水分离，表面负荷比A2O工艺提高。6）BAF：进一步去除溶解性有机物、悬浮物以及进行硝化反应，出水水质比A2O工艺提高。
2 NPR技术的优点与不足
2.1 NPR技术的优点
1）NPR好氧段与A2O的好氧段不同， NPR工艺中好氧段是溶解氧的保持段，水力停留时间仅为A2O工艺的1/5～1/4，容积很小，减少了占地面积和工程造价。2）NPR工艺中二沉池分离出的回流污泥中不含硝酸盐和亚硝酸盐，回流至厌氧段后，无氧的释放过程，容易形成良好的厌氧过程，提高了回流污泥中微生物对磷的释放效果，也改善了好氧段聚磷菌对磷的摄取作用。NPR工艺中污泥龄很短，污泥产出率相对提高，大大提高了磷的去除效果。根据实际工程应用结果，总磷去除率可达到80%以上。3）NPR工艺是A2O工艺与BAF工艺结合的产物，二沉池出水中SS浓度一般低于40mg/L，保证了BAF进水中SS浓度低于60mg/L的要求，有效地避免了生物滤池堵塞问题，而且NPR工艺充分利用了生物滤池中可以内装对NH3-N具有吸附作用的滤料，生物量可以提高，NH3-N硝化过程可以强化，有利于对污水进行深度处理，从而保证了出水的品质。一般而言可以使出水水质达到中水回用水平，与传统的三级处理工艺相比大大缩短了工艺流程，省去了混凝加药过程，大幅度地降低了污水处理成本。4）在NPR工艺中，NH3-N的硝化过程是在后置的生物滤池中完成，硝化液回流到前置的缺氧段中，省去了典型的BAF工艺在生物滤池中设置缺氧层进行反硝过的复杂过程，简化了操作，提高了脱氮效果，根据实际运行结果，总氮去除率可达到90%以上。
2.2 NPR技术的缺点
1）生物滤池工艺部分的水头损失大，动力消耗大。2）生物滤池工艺部分由于必须定期反冲洗，当多池并联运行时，必须自动控制，导致维护管理复杂。
3 NPR技术的应用和前景
1）NPR技术在城镇污水处理中的应用。由于NPR技术是我国长期运行的两种成熟的水处理工艺的有机结合，这种新技术在经过试验和实践之后被证明是一种适用于城镇污水处理的最新工艺。在应用于工程时非常可靠，而且成熟。在同等的投资费用和运行成本条件下，可以直接将城市污水处理成回用水水质，生物除磷效果可以提高2倍以上，脱氮效率可以提高50%～70%。NPR工艺污染物的总去除率显著提高，系统NH3-N的去除效率可达80%~90%，总氮去除效率60%~70%，出水水质基本已经达到回用景观环境用水水质要求。2）NPR技术的应用前景。城市污水再生利用的总体目标是充分利用城市污水资源、削减水污染负荷、节约用水、促进水的循环利用、提高水的利用效率。目前，我国城市缺水的形势很严峻，这一情况并将越来越严重，面临这一情况，水治理由排放型和处理型工艺向资源型治理工艺转变，是污水处理的必然趋势，污水资源化利用的前景将更加广阔。在我国水资源的严重缺乏情况下，污水资源化再生利用有着重大意义。由于NPR工艺具有投资及运行成本低的特点，该工艺在我国污水处理资源化应用领域具有极强的市场竞争力和产业化推广价值，具有广阔的应用前景。
4 结论
我国水资源相对匮乏，水污染情况较为严重，工业用水量大，城市水资源严重短缺，NPR技术的应用对于解决我国用水现状和可持续发展有着重大的意义。
参考文献
[1]邓荣森,郎建,王涛,等.城市污水生物除磷脱氮机理研究探讨[J].重庆建筑大学学报,2002,24(3):106-110.
[2]陆轶峰.城市污水生物脱氮除磷常规工艺分析[J].云南科学. 2002,21(1):47-49.
[3]龚元华.污水生物脱氮除磷技术的现状与发展[J].工程与技术,2000,(7):23-25