半硝化_厌氧氨氧化脱氮新工艺_汪慧贞

水污染治理半硝化-厌氧氨氧化脱氮新工艺＊汪慧贞　吴俊奇(北京建筑工程学院,北京100044)　高志明(西宁市自来水公司,青海810001)摘要　介绍了半硝化-厌氧氨氧化脱氮新工艺,分析了它的机理、环境条件要求及可持续意义。关键词　半硝化　厌氧氨氧化　脱氮　　　　　　　　＊北京市教委科技发展计划项目资助1　概述食品加工、化工、制药、造纸等工业废水;家畜饲养场废水;垃圾填埋场渗沥水中含有大量有机物及氨氮,其BOD5高达几千或上万mgL。这类废水一般先采用厌氧处理工艺,虽然厌氧消化的BOD5去除率可达70%以上,但其氨氮去除效果极差,因此厌氧工艺出水中的氨氮含量仍为成百、上千mgL。此外,二级污水处理厂泥区废水(即污泥浓缩池和消化池的上清液、污泥脱水工艺的沥出水等)的含氮量也很高,通常为500～1000mgL。泥区废水常回流至污水厂进水格栅前,无形中使污水厂的氨氮负荷提高10%～20%。而在污水厂设计时,往往未计入这部分负荷,因此污水厂实际上是处于超负荷运行状态,这容易造成恶性循环。为保证污水厂正常运行,建议将泥区废水单独脱氮处理后再与进水合并。高浓度含氮废水可用吹脱法处理。先调节pH值使平衡NH+4NH3+H+向右移动,当pH值升至11时,约90%氨氮转化为游离态NH3,再鼓风曝气将之吹脱。这种方法脱氮效果可达80%以上,但游离态氨氮的排出会造成大气污染,必须设置相应的NH3回收设施。另一种常用的脱氮工艺为传统生物脱氮,经过硝化和反硝化过程,使氨氮转化为氮气逸入大气。在传统活性污泥流程、SBR、氧化沟、AB法等流程中只要有适宜的好氧-缺氧区交替布置,就能达到良好的生物脱氮效果。生物脱氮有两方面的不足,首先是能耗大。氨氮的氧当量是4.57g,即1g氨氮完全硝化需氧4.57g,要供氧就要有能耗。对于前置反硝化生物脱氮系统,因需设置内回流也增加了能耗。其次,在反硝化过程中必须有有机物(有机碳)作为电子供体,虽然前置反硝化系统可利用污水中的有机物作为碳源,但若污水的CN不足,脱氮效果受影响。后置反硝化系统不得不投加甲醇等外加碳源,有机碳投加量需严格控制,过多会影响出水BOD5指标,过少则影响脱氮效果。针对上述问题,欧洲学者首先提出了SHARON(SingleReactorforHighAmmoniumRemovalOverNi-trite,半硝化脱氮)和ANAMMOX(AnaerobicAmmoniumOxidation,厌氧氨氧化)脱氮新工艺。2　SHARON和ANAMMOX工艺[1]2.1　原理SHARON工艺的生化反应式为:NH+4+HCO-3+0.75O2微生物0.5NH+4+0.5NO-2+CO2+1.5H2O(1)即在有一定碱度条件下,50%氨氮被氧化为亚硝酸氮,还剩余50%氨氮。正因为仅一半氨氮被氧化,而且硝化过程仅进行到亚硝化阶段,故被称为半硝化。ANAMMOX的生化反应式为:NH+4+NO-2微生物N2←+2H2O(2)在厌氧条件下,氨氮作为电子供体,将亚硝酸氮转化为氮气。式(2)也可写成:0.5NH+4+0.5NO-2微生物0.5N2←+H2O(3)这一反应过程是Mulder等学者在中试中所发现:在反硝化流化床反应器中,污水中的氨氮量减少,并伴随有更多的N2气体产生。近年来北欧学者在这方面作了大量研究。将反应(1)和(3)综合,即1molNH+4经反应(1)生成NH+4和NO-2各0.5mol,而后经反应(3),0.5molNH+4和0.5molNO-2生成0.5mol氮气逸出,无需投加碳源。当然要实现上述反应需要一定的环境条件。2.2