短程硝化反硝化影响因素研究_傅金祥

Studyontheinfluentialfactorsaffectingshort-cutnitrification-denitrificationFuJinxiang，ZhangYu，YangHongxu，HuangYaoling（SchoolofMunicipalandEnvironmentalEngineering，ShenyangJianzhuUniversity，Shenyang110168，China）短程硝化反硝化影响因素研究傅金祥，张羽，杨洪旭，黄耀岭（沈阳建筑大学市政与环境工程学院，辽宁沈阳110168）［摘要］简要地介绍了短程硝化反硝化生物脱氮工艺机理，分析了温度、DO、pH、C/N、泥龄以及抑制性物质对短程硝化反硝化的影响。介绍了短程硝化动力学，并对今后的短程硝化反硝化试验研究提出了建议。［关键词］短程硝化反硝化；生物脱氮；废水处理［中图分类号］X703.1［文献标识码］A［文章编号］1005-829（2010）12-0038-04Abstract：Thetechnicalmechanismsofshort-cutnitrification-denitrificationarebrieflyintroduced.Theeffectsoftemperature，DO，pH，C/N，sludgeageandmaterialswithrejectioncapabilityonshort-cutnitrification-denitrificationareanalyzed.Theshort-cutnitrificationkineticsisintroducedandsomepiecesofadviceonthefutureresearchofshort-cutnitrification-denitrificationareputforward.Keywords：short-cutnitrification-denitrification；biologicaldenitrification；wastewatertreatment第30卷第12期2010年12月工业水处理IndustrialWaterTreatmentVol.30No.12Dec.，2010随着中国经济的迅速发展，中国的水资源受到了严重的污染，尤其是水体富营养化问题更为严重。据悉，“十二五”期间，除二氧化硫和化学需氧量外，氨氮和氮氧化物也将纳入总量控制。30年来广大学者积极投身于废水生物脱氮的研究，传统的生物脱氮工艺在水处理方面起到了一定的作用，但其存在能耗大、反应时间长、污泥生成量大等缺点，因此研究一种能耗低、紧凑高效、基建费用低和脱氮效率高的脱氮工艺势在必行。于是人们提出了多种脱氮新工艺如同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、好氧反硝化以及厌氧氨氧化等，其中短程硝化反硝化具有节能、高效等特点，成为近年来水处理方面研究的热点。1短程硝化反硝化机理短程硝化反硝化是指氨态氮氧化为亚硝态氮，不经过硝化阶段，再直接反硝化为氮气的过程。其反应的过程和对应的微生物为：亚硝酸化：2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O，亚硝化菌：Nitrosomonas、Nitrosospira、Nitrosococcus、Ni-trosovibrio、Nitrosolobus等；反硝化（以甲醇为碳源）：3CH3OH+6NO2-→3N2+3H2O+3CO2+6OH-，反硝化菌：Pseudomonas、Alcaligenes、Bacillus等。短程硝化反硝化反应将氨氧化控制在亚硝态阶段，由此使短程硝化反硝化具有许多优点：（1）对于活性污泥法，可节省氧供应量约25%，降低了能耗；（2）可节省反硝化所需的碳源，在C/N一定的情况下提高了TN去除率；（3）可使污泥生成量减少50%；（4）可减少投碱量；（5）可缩短反应时间，并使相应反应器的容积减小〔1〕。2短程硝化反硝化的影响因素在短程硝化反硝化反应中，使亚硝态氮大量积累尤为重要。可以通过控制影响因素使氨氧化停留在亚硝态氮阶段，从而实现亚硝态氮的大量积累。短程硝化反硝化的影响因素主要有温度、DO、pH、C/N、泥龄以及有毒物质。2.1温度温度对生物反应有很大的影响，升高温度可以加快酶促反应，但也能加快酶变性。一般认为生物硝化反应在5~45℃内均可进行，适宜温度为20~35℃。在12~14℃下，活性污泥中硝酸菌的活性受到严重抑制，出现HNO2积累；在15~30℃下，硝化过程形成的NO2-可完全被氧化成NO3-；温度＞30℃后又出现NO2-的积累。氨氧化细菌的最大比增长速率与温度之间的关38——工业水处理2010－12，30（12）系遵循Arrhenius方程：μmt=μm20exp〔Ea（20-t）293R（273+t）〕（1）