生物脱氮工艺的新发展_半硝化和厌氧氨氧化_汪慧贞

　　　　收稿日期:2001-10-08　　　　基金项目:北京市教委科技发展计划资助项目.生物脱氮工艺的新发展-半硝化和厌氧氨氧化汪慧贞,李　颖(北京建筑工程学院城建系,北京　100044)摘　要:传统生物脱氮工艺耗能多,反硝化时还消耗碳源。半硝化-厌氧氨氧化(SHARON-ANAMMOX)是一种全新的脱氮工艺。其原理是首先由亚硝化细菌将废水中1/2氨氮氧化为NO-2,剩余的氨氮与所生成的NO-2以等摩尔比例ANAMMOX菌作用生成N2。因耗能少且不消耗碳源,故具有可持续发展意义。关键词:硝化/反硝化;厌氧氨氧化;脱氮中图分类号:X703;TQ085+.413　　文献标识码:A　　文章编号:1000-3770(2002)05-0308-03　　目前最常用的污水脱氮技术为传统生物脱氮,即通过硝化-反硝化过程使氨氮转化为氮气。此工艺有两方面不足。首先是能耗大,氨氮硝化要耗氧,也就是要耗能供氧,前置反硝化系统需设置回流比较大的混合液内回流,这也增加了能耗。其次,反硝化反应要有碳源作为电子供体,若污水中碳源不足(C/N过低),则需投加甲醇等有机碳,这不仅增加了运行费用,还增加了运行管理的难度,因此国内外学者一直在寻找高效低耗的脱氮工艺。近年来,欧洲的学者在这方面取得了突破性的进展,提出了半硝化和厌氧氨氧化工艺。1　半硝化/厌氧氨氧化工艺[1]简介1.1　SHARON工艺SHARON是SingleReactorSystemforHighAmmoniumRemovalOverNitrite的缩写。它的原理可用方程式(1)表示,即在碱度充足条件下,污水中50%氨氮被亚硝化菌(Nitrosomonas)氧化为NO2-N。因仅一半氨氮被氧化且硝化作用仅进行到亚硝化阶段,故SHARON常被译为半硝化。NH+4+HCO-3+0.75O20.5NH+4+0.5NO-2+CO2+1.5H2O(1)除了要有足够的HCO-3碱度,SHARON工艺还要求较高的温度条件。当水温高于25℃时,亚硝化菌的世代时间比硝化菌(Nitrobacter等)的世代时间短,通过泥龄控制,可将硝化菌清洗出系统而将亚硝化菌保留在系统内,从而确保硝化反应停留在亚硝化阶段。也正因温度高,亚硝化菌生长速率很快,其泥龄与水力停留时间相等。从(1)还可看出:对出水氨氮含量有严格要求时不宜使用SHARON工艺。因其出水中还残留50%氨氮,还应有后续处理过程。1.2　ANAMMOX工艺ANAMMOX是AnaerobcAmmoniumOxida-tion的缩写,原理用式(2)表示,在自养菌的作用下,1mol氨氮作为电子供体,1molNO-2-N作为电子受体,最终产物为N2。　　NH+4+NO-2N2+2H2O(2)这一反应由Mulder等人在1995年首次报导。他们在一中试厂运行中发现了一有趣现象:大量氨氮转化为氨气,同时又有相当量的NO-2-N不知去向。在此启迪下,各国学者进行了各种试验,证实了此反应为生化反应,并分离出被称为Anammox自养菌的特种菌类。这种菌生长速率很慢,泥龄很长,因此需要很长的培养时间,但剩余污泥量也少。在此需说明的是过去对于厌氧和缺氧过程的区第28卷　第5期2002年10月　　　　　　　　　　　　　水处理技术　　　　TECHNOLOGYOFWATERTREATMENT　　　　　　　Vol.28No.5Oct.,2002DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2002.05.020别不严格,常统称为厌氧。实际上将ANAMMOX称为AnoxicAmmoniumOxida