高效生物脱氮新技术_杨麒

高效生物脱氮新技术杨麒,李小明(湖南大学环境科学与工程系,湖南长沙　410082)摘　要:介绍了生物脱氮领域最近开发的新技术,为高效生物脱氮技术提供了新的思路.关键词:生物脱氮;新技术文献标识码:A　　　文章编号:1006—5776(2001)04—0016—02NewProgressinHighEfficientBiologicalNitrogenRemovalYANGQi,LIXiao-ming(DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering.HunanUniversityChangsha410082)Abstract:Somenewprogressdevelopedrecentlyinnitrogenremovalwerereviewde,whichtheoreticallyprovidesomenewtechnologiesforhighefficientbiologicalnitro-genremoval.Keywords:Biologicalnitrogenremoval;Newtechnology1　前言由于常规的活性污泥工艺过程中硝化作用不完全,反硝化作用几乎不发生,总氮(TKN)的去除率仅在10%～30%之间.因此,当城市污水、含氮工业废水采用常规的活性污泥法进行处理时,通过微生物同化去除的氮量很少,造成受纳水体产生富营养化现象.鉴于此,人们为了提高氮的去除率,对常规活性污泥工艺流程进行了改造,模拟自然界的氮循环原理,提出了很多生物脱氮技术,开发经济、高效的去除氮的污水处理技术已成为水污染控制工程领域的研究重点和热点.生物脱氮技术主要是使废水通过污水处理系统的非曝气区形成缺氧和厌氧环境,或单独设立缺氧和厌氧环境,或通过控制充氧量与运行条件而形成硝化反硝化所需的环境,从而达到去除氮的目的,其过程如图1所示.图1　生物脱氮过程示意图2　高效生物脱氮技术现有的废水生物脱氮技术主要存在3个方面的问题:(1)硝化细菌是自养细菌,生长缓慢,在混合培养的活性污泥系统中无法与异养细菌竞争,难以取得优势;(2)硝化细菌易受外界环境影响,对环境冲击尤其是毒物冲击非常敏感,而系统重新启动又相当困难;(3)硝化和反硝化过程难以在时间和空间上统一,脱氮效果差,造成生物脱氮这一多步骤生物催化反应受基质传递速率、底物和产物抑制等限制.针对传统脱氮工艺中存在这些现实问题,国内外科研人员努力从各个方面突破生物脱氮的传统理论,为生物脱氮技术的研究提供新的理论和思路,使其具有较高的应用价值.基金项目:湖南省自然科学基金资助项目.作者简介:杨麒(1974-),男,湖南大学2000级硕士生.2.1　短程硝化———反硝化生物脱氮技术传统上认为要实现废水生物脱氮必须使氨氮经历典型的硝化和反硝化过程才能完全地被除去,实际上由脱氮原理可知氨氧化为硝酸是由两类独立的细菌完成的,其中从氨向亚硝酸盐的转化是硝化过程的速度控制步骤,而对于反硝化菌NO-3、NO-2均可以作为最终受氢体.如果氨氮硝化成亚硝酸盐后,不再继续进行硝化而直接脱氮,将具有以下特点:(1)节省25%的氧供应量,降低能耗;(2)节省40%的反硝化碳源,在C/N较低的情况下实现反硝化脱氮;(3)缩短反应历程,增加脱氮效率,节省50%的反硝化反应器容积;(4)减少投碱量,降低运行费用.[1,2]早在1975年Voct就发现硝化过程中HNO2的积累现象并首次提出了短程硝化—反硝化生物脱氮(Shortnitrification-denitrification)(也称亚硝酸生物脱