同步硝化反硝化研究进展_李文君

科技情报开发与经济SCI-TECHINFORMATIONDEVELOPMENT&ECONOMY2007年第17卷第32期传统的脱氮理论认为脱氮需经硝化和反硝化两个不同的过程。反硝化菌是异氧兼性厌氧菌,只有在无分子氧而同时存在硝酸和亚硝酸离子的条件下,它们才能够利用这些离子中的氧进行呼吸,使硝酸盐还原。但是近几年的研究表明,硝化和反硝化可在同一反应器中同时发生,许多实际运行中的好氧硝化池中也常常发现有总氮损失,这一现象被称为同步硝化反硝化(SND)。本文将结合近年来国内外最新研究成果,从微观环境和微生物学角度,对同步硝化反硝化形成机理、影响因素及其研究进展加以综述。1活性污泥絮体SND1.1机理活性污泥絮体SND形成机理,可以从物理(微环境理论)和生物学(好氧反硝化菌等)两方面加以解释。首先,微环境理论认为由于氧扩散的限制,使微生物絮体内产生DO梯度,即微生物絮体的外表面溶解氧较高,以好氧菌、硝化菌为主;而微生物絮体内部,由于氧传递受阻及外部氧的大量消耗,产生了缺氧区,使反硝化菌占优势(见图1)。另一方面,微生物学家已报道发现了好氧反硝化菌和异养硝化菌,甚至在完全厌氧条件下也会发生硝化作用。1.2影响因素目前,能够被普遍认同的影响活性污泥絮体SND的主要因素有:碳源、污泥龄、溶解氧浓度。首先,有机碳是微生物能量代谢所需碳的主要来源,因此,为了达到完全反硝化目的,有机碳源起着极其重要的作用,而且不同的碳源种类对脱氮效率也有影响。有实验表明,只有可溶性的COD(SCOD)才能够作为微生物可用的碳源,从而使反硝化完全。其次,污泥龄也影响着SND脱氮效果,因为硝化菌增长速率缓慢,世代周期长,要有效地截留硝化细菌,就应该保证足够长的污泥停留时间,但是污泥停留时间太长,又会导致系统有机负荷过低,许多微生物由于得不到所需要的营养而死亡,并且过长的污泥龄还可能导致污泥丝状膨胀。因此选择合适的污泥龄就显得非常重要。再次,溶解氧浓度被认为不仅能影响硝化反应速度和硝化菌的生长速度,而且又能抑制硝酸盐还原酶的形成或者仅充当电子受体,从而竞争性地阻碍硝酸盐的还原,从而会影响脱氮效果。1.3其他目前,国外对活性污泥法的SND研究已达到实际应用水平,并取得了较好的成果;国内则刚刚起步,大多处在小试研究阶段。2好氧颗粒污泥SND2.1机理根据缺氧微环境理论,一般认为,具有一定大小尺寸的颗粒