生物脱氮新工艺研究进展_冯叶成

生物脱氮新工艺研究进展＊冯叶成　　王建龙　　钱　易(清华大学环境科学与工程系　北京　100084)摘要:废水生物脱氮已经成为水污染控制的一个重要研究方向。传统的生物脱氮采用的是硝化-反硝化工艺,但存在很多问题。最近的一些研究表明:生物脱氮过程中出现了一些超出人们传统认识的新现象,为水处理工作者设计处理工艺提供了新的理论和思路。现就这一领域的研究进展作一综述。关键词:生物脱氮,简捷硝化-反硝化,厌氧氨氧化　　＊国家自然科学基金资助项目(No.59978020)ProjectGrantedbyChineseNationalNaturalScienceFund(No.59978020)收稿日期:2000-04-03,修回日期:2000-06-30中图分类号:Q93　　文献标识码:A　　文章编号:0253-2654(2001)04-0088-04随着氮素污染的加剧和人们环境意识的增强,除氮技术,特别是废水生物脱氮技术已引起世界各国的普遍关注。废水生物脱氮已经成为水污染控制的一个重要研究方向。氨氮是主要的氮素污染物,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,总氮的去除率仅在10%～30%之间。因此通常采用硝化-反硝化工艺对氨氮进行控制。由于所利用的微生物和反应条件不同,硝化和反硝化在时间或空间上是分开的,或者在两个不同的反应器内进行,或者在一个反应器,通过间歇曝气、停曝气来完成。硝化-反硝化工艺在废水脱氮方面起到了一定的作用,仍存在以下问题:(1)硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度,特别是在低温冬季。因此造成系统总水力停留时间(HRT)长,有机负荷较低,增加了基建投资和运行费用;(2)硝化过程是在有氧条件下完成的,需要大量的能耗;(3)反硝化过程需要一定的有机物,废水中的COD经过曝气有一大部分被去除,因此反硝化时往往要另外加入碳源(例如甲醇);(4)系统为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果,必须同时进行污泥回流和硝化液回流,增加了动力消耗及运行费用;(5)抗冲击能力弱,高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌的生长;(6)为中和硝化过程产生的酸度,需要加碱中和,增加了处理费用。最近的一些研究表明:生物脱氮过程出现了一些超出人们传统认识的新发现,如硝化过程不仅由自养菌完成,某些异养菌也可以参与硝化作用;某些微生物在好氧条件下也可以进行反硝化作用;氨氧化也可以在厌氧条件下发生。这些现象的发现为水处理工作者设计处理工艺提供了新的理论和思路。1　SHARON工艺SHARON工艺(SinglereactorHighactivityAmmoniumRemovalOverNitrite)是荷兰Delft·88·微生物学通报　　　　　　　　　　　　2001年28(4)DOI:10.13344/j.microbiol.china.2001.04.023技术大学开发出的脱氮新工艺[1]。其基本原理是简捷硝化-反硝化,即将氨氮氧化控制在亚硝化阶段,然后进行反硝化。1.1概念的提出　最近有一些报道认为氮的去除也可以在好氧条件下进行。但由于基质中氧浓度没有测定或是微生物分散不均匀造成兼性环境,有些人的观点没有被人们接受。在这方面最早提供科学确证的是Krul[2]和Meiberg[3]等人,他们证实氮可以在有氧环境下直接去除。另外在实践中,有人证实高负荷的处理厂在运行时硝化和反硝化能在有氧环境下同时发生(ISAH项目报告书,1993,1994)。在缺氧或氧气限制的环境里,依靠合适的电子供体,有一些自养菌可以降低NO3-和NO2-,使之转化为氮氧化物和