生物脱氮除磷新技术研究进展_杨少武

安徽化工ANHUICHEMICALINDUSTRY第37卷，第1期2011年2月Vol．37，No．1Feb.2011现行的生物除磷脱氮组合工艺主要是建立在传统生物除磷脱氮理论基础上进行构架组合的。其主要缺点有[1]：①较大差别的微生物在同一系统中相互影响，制约了工艺的高效性与稳定性；②较多的流程中包含多重污泥和混合液的回流，增加了系统的复杂性，提高了基建和运行费用；③除磷脱氮过程中对能源（如氧、COD）消耗较多；④剩余污泥富含磷，处理量较大。这些都不符合环境的可持续发展要求。近年来，短程硝化反硝化脱氮工艺、同时硝化反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺及反硝化除磷工艺等的探索和研究，为解决上述问题提供了有效的途径和发展空间。本文对以上四种新工艺进行总结及简要概述。1短程硝化反硝化工艺技术的研究传统的硝化—反硝化原理是：氨氮在亚硝酸菌的作用下氧化生成NO2-，然后NO2-被硝酸菌进一步氧化成NO3-（NH4+→NO2-→NO3-，全硝化），最后通过异养反硝化菌的作用将NO3-还原成N2（（NO3-→NO2-→N2，全程反硝化）。而许多试验证明，可以按照NH4+→NO2-→N2的过程实现短程硝化反硝化脱氮（Shortcutnitrificationdenitrication），即将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，然后进行反硝化。短程硝化反硝化脱氮因具有节能（硝化阶段可减少25%左右供气量），减少外加碳源（反硝化阶段可减少30%～40%有机碳源），缩短水力停留时间，反硝化速率高和减少剩余污泥量等优点[2]而颇受重视。SHARON（SingleReactorforHighActivityAmmoniaRemovalOverNitrite）工艺是目前比较有代表性的短程硝化反硝化工艺，它利用高温（30～35℃）条件下亚硝酸菌的增长速率高于硝酸菌的特性，通过控制温度和水力停留时间将硝酸菌从反应器中“淘洗”出去，实现了稳定的短程硝化-反硝化[3]。目前SHARON工艺已成功应用于荷兰2个垃圾渗滤液的处理厂。比利时Gent微生物实验室开发的OLAND（OxygenLimitedAutotrophicNitrificationDenitrication）工艺，利用低溶解氧条件下亚硝酸菌对氧的亲和能力较硝酸菌强[4]（亚硝酸菌氧饱和常数一般为0.2～0.4mg/L，硝酸菌的为1.2~1.5mg/L）的特性，通过控制反应器中溶解氧的浓度，实现了亚硝酸菌的大量积累[5]。国内许多学者在SBR反应器中，通过控制温度（28～31℃）[6-9]和溶解氧浓度[10，11]实现了稳定的短程硝化。王志盈在内循环生物反应器中，通过控制溶解氧浓度也实现了稳定的短程硝化[12]。影响亚硝酸积累的因素很多，主要有温度、溶解氧、游离氨浓度、pH值及泥龄等，但目前对此现象的理论解释还不充分，长久稳定地维持NO2-积累的途径有待于进一步研究。2同时硝化反硝化工艺技术的研究传统脱氮理论认为生物的硝化反应在好氧条件下完成，而反硝化在缺氧条件下完成，即两者不能在同一条件下进行。然而，近几年许多研究者发现，存在同时硝化反硝化（SimultaneousNitrification-Denitrification，SND）现象，尤其是有氧条件下的反硝化现象确实存在于不同的生物处理系统中，如存在于氧化沟[13]、SBR[14]、间歇曝气反应器[15]等工艺中，而且通过运行条件的控制，还可实现亚硝酸型的SND[16，17]。SND生物脱氮技术，意味着可以在同一个反应器中、同样的环境条件下同时实现硝化与反硝化过程。因此其优点是：①可有效地减少反应器数量和尺寸；②可减少甚至不需要投加碳源，而且硝化的耗碱与反硝化的生物脱氮除磷新技术研究进展杨少武1，王晓青2，杨顺生2（1.中铁第五勘察设计院集团有限公司，北京102600；2.西南交通大学土木工程学院，四川成都610031）摘要：随着科技的发展，检测手段和设备水平的提高，污水处理技术得到了长足的发展。综述了当前生物脱氮除磷新技术的研究进展，对短程硝化反硝化脱氮工艺、同时硝化反硝化工艺、厌氧氨氧化工艺及反硝化除磷工艺进行总结。关键词：脱氮除磷；短程反硝化；同时硝化反硝化；厌氧氨氧化；反硝化除磷doi：10.3969/j.issn.1008-553X.2011.01.003中图分类号：X52文献标识码：A文章编号：1008-553X（2011）01-0021-03收稿日期：2010-10-18作者简介：杨少武（1983-），男，硕士研究生，研究方向：城市给排水理论与技术，13488693434，laiwu1234@163.com。21总第169期2011年第1期（第37卷）安徽化工产碱可以得到良好互补；③可缩短反应时间。亚硝酸型的SND还可以明显地减少氧气的供给，从而节省