饮用水生物处理小试工艺中NH_4_N的非硝化去除途径分析_于鑫

饮用水生物处理小试工艺中NH+4-N的非硝化去除途径分析于鑫1,叶林1,李旭东2,张晓健3,施旭1,刘波1,李睿华1(1.南京大学环境学院污染控制与资源化国家重点实验室,南京210093;2.中国科学院成都生物研究所,成都610041;3.清华大学环境科学与工程系,北京100084)摘要:通过计算N和DO的质量平衡,研究饮用水生物处理小试工艺中是否存在NH+4-N的非硝化去除途径,并探讨其可能机制.结果表明,当生物流化床和生物滤池进水NH+4-N浓度大于2mgL时,前者进水的NH+4-N、NO-2-N和NO-3-N之和比出水高出0.91mgL,后者理论上消耗的DO比实际多约2.90mgL,说明这2种工艺中均有氮亏损现象发生,一部分NH+4-N通过与DO无关的非硝化作用被去除.对非硝化去除途径的分析表明,因为反应器对磷元素和有机物的利用不随氮亏损发生变化,可以排除掉同化作用和反硝化作用;因为反应器进水低碳高氮的特性和NO-2-N的积累与发生氮亏损的废水生物处理系统相似,据此提出在生物膜缺氧内部发生、通过短程硝化和厌氧氨氧化的偶联(或OLAND反应)将NH+4-N和NO-2-N同时转变为N2脱除的自养脱氮是饮用水生物处理中氮亏损的可能途径.关键词:饮用水;生物处理;NH+4-N;氮亏损;硝化作用;自养脱氮中图分类号:X52;TU991.2文献标识码:A文章编号:0250-3301(2008)04-0909-06收稿日期:2007-04-19;修订日期:2007-07-12基金项目:国家自然科学基金项目(50678080)作者简介:于鑫(1973～),男,博士,副教授,主要研究方向为水处理技术和水处理微生物学,E-mail:xinyu@nju.edu.cnNon-nitrificationPathwayforNH+4-NRemovalinPilot-ScaleDrinkingWaterBiologicalProcessesYUXin1,YELin1,LIXu-dong2,ZHANGXiao-jian3,SHIXu1,LIUBo1,LIRui-hua1(1.StateKeyLaboratoryofPollutionControlandResourceReuse,SchooloftheEnvironment,NanjingUniversity,Nanjing210093,China;2.ChengduInstituteofBiology,ChineseAcademyofSciences,Chengdu610041,China;3.DepartmentofEnvironmentalScienceandEngineering,TsinghuaUniversity,Beijing100084,China)Abstract:Thenon-nitrificationpathwayforNH+4-Nremovalinpilot-scaledrinkingwaterbiologicaltreatmentprocessesanditspossiblemechanismwereinvestigatedthroughcalculatingNandDOstoichiometricbalance.Withmorethan2mgLNH+4-Nintheinfluent,forthefluidizedbedbioreactor(FBBR),thetotalofNH+4-N,NO-2-N,NO-3-Nintheinfluentwas0.91mgLhigherthanthatintheeffluent,andforthebiofilter,itsDOconsumptionwas2.90mgLlessthanthestoichiometricamount.TheresultssuggestedthatnitrogenlossoccurredinbothreactorsandapartofNH+4-Nwasremovedthroughnon-nitrificationpathway.Becausetheutilizationofphosphorusandorganicmatterswasindependentofnitrogenloss,theassimilationanddenitrificationcouldbeexcludedfromthepossiblemechanisms.BecausetheverylowCNintheinfluentandtheaccumulationofNO-2-Ninthereactorsweresimilarwiththewastewaterbiologicalprocesses,the“autotrophicremovalofnitr