生物脱氮新工艺及其技术原理_王建龙

生物脱氮新工艺及其技术原理王建龙(清华大学环境科学与工程系,北京100084)　　摘　要:　介绍了生物脱氮领域最近开发的若干新工艺,为水处理工艺设计提供了新的理论和思路。　　关键词:　生物脱氮;　新工艺;　技术原理中图分类号:X703　　文献标识码:B　　文章编号:1000-4602(2000)02-0025-04　　基金项目:国家自然科学基金资助项目(59978020)　　由于常规的活性污泥工艺过程中硝化作用不完全,反硝化作用则几乎不发生,总氮(TKN)的去除率仅在10%～30%之间。因此,对于城市污水、含氮工业废水,若采用常规的活性污泥法处理,出水中还含有大量的氮(NO-3)和磷,引起受纳水体富营养化。这就促使人们对传统的活性污泥工艺流程进行改造,以提高N、P的去除效果,如A/O法、A2/O法等工艺。这些工艺在废水脱氮除磷方面起到了一定的作用,但仍存在以下问题:①　硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度,特别是在低温冬季。因此造成系统总水力停留时间较长,有机负荷较低,增加了基建投资和运行费用;②　系统为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果,必须同时进行污泥回流和硝化液回流,增加了动力消耗及运行费用;③　抗冲击能力弱,高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌生长;④　为中和硝化过程产生的酸度,需要加碱中和,增加了处理费用。最近的一些研究表明:生物脱氮过程中出现了一些超出人们传统认识的新现象,如硝化过程不仅由自养菌完成,异养菌也可以参与硝化作用[1];某些微生物在好氧条件下也可以进行反硝化作用[2];特别值得一提的是有些研究者在实验室中观察到在厌氧反应器中NH3-N减少的现象[2～5],这些现象的发现为水处理工作者设计处理工艺提供了新的理论和思路。1　SHARON工艺SHARON工艺(SinglereactorforHighactivityAmmoniaRemovalOverNitrite)是由荷兰Delft技术大学开发的脱氮新工艺[6]。其基本原理为简捷硝化—反硝化,即将氨氮氧化控制在亚硝化阶段,然后进行反硝化。硝化过程可分为两个阶段,第一步是由亚硝化菌(Nitrosomonas)将氨氮转化为亚硝酸盐(NO-2),亚硝化菌包括亚硝酸盐单胞菌属和亚硝酸盐球菌属。第二步是由硝化菌(Nitrobacter)将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO-3),硝化菌包括硝酸盐杆菌属、螺旋