生物脱氮工艺的探讨_李艳春

科技信息2010年第35期SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION0引言氮是造成水体富营养化的重要污染物质之一，随着污染物排放标准对氮排放的日益重视，传统的生物脱氮方法得到了进一步发展，目前多种脱氮工艺组合或通过理论创新而开辟的新型生物脱氮路线成为新的发展应用方向。在高浓度氨氮废水处理方面，短程硝化、硝化-反硝化、同步硝化反硝化和厌氧氨氧化工艺越来越受到重视，提供了可能有效解决此类废水污染的途径。废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮等四种形式存在，通常不含或仅含有少量的亚硝酸盐氮和硝酸盐氮。在未经处理的废水中，氮有可溶性的或颗粒状的。可溶性有机氮主要以尿素和氨基酸的形式存在。一部份颗粒性有机氮在初沉池中可以去除。在生物处理过程中，大部分颗粒性有机氮转化成氨氮和其它无机氮。废水的生物脱氮就是在传统的二级生物处理过程中，将有机氮转化成氨氮的基础上，通过硝化的作用，将氨氮转化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，再通过反硝化的作用将亚硝酸盐氮和硝酸盐氮转化为氮气，从而达到从废水中去除氨氮的目的。活性污泥法（A/O工艺）是生物脱氮的主要形式。生物脱氮主要是靠一些专性细菌实现氮的形态转化，最终生成无害的氮气，从水体中脱出。1生物脱氮的工艺原理1．1氨化氨化作用是指在氨化菌的作用下将有机氮化合物转化为氨态氮的过程，也称为矿化作用。以氨基酸为例，其反应式为：RCHNH2COOH+O2→RCOOH+CO2+NH3参与氨化作用的细菌成为氨化细菌。在自然界中，它们的种类很多，主要有好氧性的荧光假单胞菌和灵杆菌，兼性的变形杆菌和厌氧的腐败梭菌等。在好氧条件下，主要有两种降解方式，一是氧化酶催化下的氧化脱氨。另一是某些好氧菌，在水解酶的催化作用下能水解脱氮反应。在厌氧条件或缺氧的条件下，厌氧微生物和兼性厌氧微生物对有机氮化合物进行还原脱氨、水解脱氨和脱水脱氨三种途径的氨化反应。1．2硝化生物硝化作用是利用化能自养微生物将氨氮氧化成亚硝酸氮和硝态氮的生物化学反应过程。硝化作用由两类化能自养细菌参与，亚硝化单胞菌首先将氨氮NH3-N氧化成亚硝酸盐NO2--N，硝化杆菌再将NO2--N氧化成稳定状态的硝酸盐NO3--N。后一反应较快，一般不会造成NO2-N的积累。反应过程如下：第一步，氨转化为亚硝酸盐：NH4++3/2O2→NO2-+2H++H2O-ΔEΔE=278.