同步硝化反硝化生物脱氮技术

同步硝化反硝化生物脱氮技术摘要：本文论述了同步硝化反硝化（SND）工艺同传统的生物脱氮技术相比具有的优势，从生物学和物理学角度探讨其反应机理，综述影响同步硝化反硝化反应的如DO、碳源、温度、碱度、游离氨（FA）、pH、氧化还原电位（ORP）、水力停留时间（HRT）和污泥絮体结构等因素，最后介绍该工艺的研究现状以及存在的问题。关键词：同步硝化反硝化；生物脱氮；反应机理；因素前言废水中的氮的去除方法有物化法和生化法两种，生化法被公认为是一种经济、有效和最有发展前途的方法。目前，废水的脱氮处理大多采用生化法。废水生物脱氮技术经过几十年的发展，无论是在理论认识还是在工程实践方面，都取得了很大的进步。传统的生物脱氮理论认为，氨氮的去除通过硝化和反硝化两个阶段完成，由于硝化菌和反硝化菌对环境条件的要求不同，这两个过程不能同时发生，而只能序列式进行，即硝化反应发生在好氧条件下，由自养菌以氧作为电子受体，把NH3和NH4+氧化成NO2-和NO3-；反硝化反应发生在缺氧或厌氧条件下，通过异养菌以NO2-和NO3-作为电子受体，将其还原成气态物质排出。由此而发展起来的生物脱氮工艺大多将缺氧区与好氧区分开，形成分级硝化反硝化工艺。先后出现了后置反硝化、前置反硝化、A/O和A2/O工艺以及各种改进工艺如UCT、JBH和AAA等，这些都是典型的传统的硝化反硝化工艺[1]。然而，生物脱氮技术的新发展却突破了传统理论的认识。近年来的许多研究表明，硝化反应不仅只由自养菌完成，某些异养菌也可以进行硝化作用[2]；反硝化不只在厌氧条件下进行，在好氧情况下也有TN减少的现象，这种好氧反硝化菌同时也是异养硝化菌，能把NH3−N直接氧化成含氮气态物，这种TN减少的现象并非真正意义上的反硝化[3.4]；反硝化不一定需要碳源，一些自养菌也能进行反硝化反应[5]。这些新的发现使硝化和反硝化反应在时间和空间上同时进行成为可能，由此产生了同步硝化反硝化（SimultaneousNitrificationandDenitrification，简称SND）生物脱氮技术。一、同步硝化反硝化的优势传统的生物脱氮工艺存在很多不足之处：（1）工艺流程较长，占地面积大，基建投资高；（2）由于硝化菌增殖速率慢且难以维持较高浓度，必须同时进行污泥和硝化液回流，增加了动力消耗和运行费用；（3）系统抗冲击能力较弱，高浓度NH3−N废水会