含氨废水生物脱氮工艺的研究进展_李志瑞

第39卷第6期当代化工Vol.39，No.62010年12月ContemporaryChemicalIndustryDecember，2010收稿日期收稿日期：2010-10-20作者简介作者简介：李志瑞（1982—），女，陕西延安人，助理工程师，硕士，2008年毕业于西北大学生物化工专业，现从事环境微生物研究。E-mail：lizhirui.fshy@sinopec.com，电话：0413-6389824。含氨废水生物脱氮工艺的研究进展李志瑞，高会杰，孙丹凤（抚顺石油化工研究院，辽宁抚顺113001）摘要：在简要介绍传统生物脱氮理论与工艺的基础上，详述了同时硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、氧限制自养硝化反硝化等新型生物脱氮工艺的原理及研究进展，并对其发展前景进行了展望，指出了各种技术在今后研究中需要解决的问题。关键词：含氨废水；生物法；脱氮中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1671-0460（2010）06-0664-03ResearchProgressesinBio-denitrificationTreatmentofAmmonium-containingWastewaterLIZhi-rui，GAOHui-jie，SUNDan-feng(FushunResearchInstituteofPetroleumandPetrochemicals，LiaoningFushun113001，China）Abstract:Onthebasisofintroducingtheoryandtechnologyoftraditionalbiologicalnitrogenremovalprocess，principleandresearchprogressofsomenewbiologicaldenitrificationprocesseswerediscussed.Atlast，applicationprospectsofthesenewtechniquesinthefutureandproblemsneededtobesolvedwereputforward.Keywords:Ammonium-containingwastewater;Biotreatment;Denitrification化工企业每天产生大量含氨废水。如果直接排放，会造成水体富营养化，藻类过度生长，不仅降低了水体观赏价值，而且使水生生物缺氧死亡。一些藻类蛋白毒素还会经过食物链使人中毒，严重危害人类及生物生存。污水回用时，再生水中的氨氮还会促进输水和用水设备中微生物繁殖，形成生物垢，堵塞管道和用水设备，影响换热效率[1-3]。为此，如何经济有效地去除废水中的氨氮已成为亟待解决的问题。物化法脱氮时间短，见效快，去除率高；但是处理成本较高，还会带来二次污染。而生物脱氮凭借其特有的经济性和无二次污染等优点被公认为是一种最有发展前途的方法。1传统生物脱氮理论与工艺1.1生物硝化与反硝化生物脱氨氮是由硝化菌将氨氮转化为硝态氮，再由反硝化菌将硝态氮还原转化为N2，从而达到脱氮的目的。硝化过程是由自养硝化细菌——亚硝酸菌和硝酸菌完成，首先亚硝酸菌将氨氮氧化为亚硝态氮，然后由硝酸菌进一步氧化为硝态氮。硝酸菌的生长速率较慢，为使其能在连续流反应器中存活，微生物的停留时间必须大于自养硝酸菌的最小世代时间。硝化反应的好坏直接影响脱氮效率，因此硝化作用的程度往往是生物脱氮的关键。反硝化是在无氧或低氧条件下，硝态氮和亚硝态氮被微生物转化为N2的过程。反应中硝态氮和亚硝态氮作为电子受体，并以有机碳作为碳源和能源。在有氧条件下，反硝化菌利用氧进行呼吸，氧化分解有机物。在无氧条件下，同时存在硝态氮和亚硝态氮时，他们利用这些离子中的氧进行呼吸，硝态氮和亚硝态氮的存在是反硝化的先决条件。1.2传统生物脱氮工艺传统生物脱氮工艺主要有A/O、A2/O、氧化沟以及SBR的各种改进工艺等。传统工艺适用于处理低浓度氨氮废水，处理高浓度氨氮废水存在如下问题[4]：①需要增加供氧量，增加了处理的基建投资DOI:10.13840/j.cnki.cn21-1457/tq.2010.06.025第39卷第6期李志瑞，等：含氨废水生物脱氮工艺的研究进展665和供氧动力费用。②对缓冲能力差的体系，还需补充大量碱度来维持pH值。③高氨氮废水中存在的游离氨对微生物活性有抑制作用，影响处理系统的正常运行。④对可生化性差的高氨氮浓度废水，反硝化需要投加大量外部碳源，成本偏高。2新型生物脱氮工艺国内外在氨氮废水处理方面开展了较多研究，出现了同时硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、氧限制自养硝化反硝化等多种新型工艺。2.1同时硝化反硝化传统脱氮理论认为硝化与反硝化不能在同一反应器内同时发生，而近年来研究表明，反硝化可