短程硝化_反硝化生物脱氮技术研究_刘吉明

文章编号:1009-6825(2004)08-0067-02短程硝化—反硝化生物脱氮技术研究收稿日期:2004-02-18作者简介:刘吉明(1974-),男,太原理工大学在读硕士研究生,山西太原030024杨云龙(1953-),男,1978年毕业于太原工学院给排水专业,教授,太原理工大学,山西太原030024刘吉明杨云龙摘要:对传统生物脱氮工艺原理和短程硝化—反硝化工艺原理进行了比较,分析了短程硝化-反硝化技术的实用价值,提出了实现短程反硝化的控制条件。关键词:短程硝化,短程反硝化,生物脱氮中图分类号:TU991.2文献标识码:A随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,越来越多的含氮化合物进入水体,它们消耗大量的溶解氧,导致水体富营养化,破坏了水体的使用价值。我国水资源的严重匮乏和水污染防治标准的不断提高,消除含氮化合物对水体污染的要求越来越迫切。目前最有效、应用最广泛的脱氮方法是生物脱氮工艺。但传统生物脱氮工艺存在着流程长、构筑物多、投资大、控制因素多、运行费用高等不足之处。针对传统脱氮工艺存在的问题,专家学者依据生物降解机理,提出短程硝化—反硝化的生物脱氮方法,并进行积极的探索,为脱氮新工艺的开发奠定了基础。1生物脱氮原理及新工艺优势短程硝化—反硝化生物脱氮,就是抑制硝酸菌的细菌活性,把硝化阶段控制在亚硝酸阶段,使整个生物脱氮过程通过NH3—N※NO2-—N※N2这样的途径完成。可以看出,相对于传统硝化—反硝化生物脱氮,短程硝化—反硝化生物脱氮具有以下优点:1)亚硝酸菌世代周期比硝酸菌世代周期短,控制在亚硝酸型阶段易提高微生物浓度和硝化反应速度,缩短硝化反应的时间,从而可以减少反应器容器,节省基建投资。2)从亚硝酸菌的生物氧化反应可以看出,控制在亚硝酸型阶段可以节省氧化NO2-—N为NO3-—N的氧量。3)从反硝化的角度来看,从NO3-—N还原到N2比NO2-—N还原到N2需要的氢供体多,因此,短程反硝化更能节省能源。4)亚硝酸菌表观产率系数为0.04gVSS/gN～0.13gVSS/gN,硝酸菌的表观产率系数为0.02gVSS/gN～0.07gVSS/gN,亚硝氮还原菌和硝氮还原菌的表观产率系数分别为0.345VSS/gN和0.765VSS/gN,因此短程硝化反硝化过程在硝化过程中可减少产泥24%～33%,在反硝化过程中可少产泥50%。2短程硝化—反硝化生物脱氮技术中亚硝酸的积累控制硝化停止在NO2-阶段是实现短程硝化—反硝化的关键。因此控制那些能对硝酸菌和亚硝酸菌两种不同的硝化细菌产生不同影响作用的微生物生命活动影响因素,可以影响硝化形式,实现亚硝酸盐的积累。2.1温度:生物硝化反应在4℃～45℃内均可进行。在12℃～14℃下,活性污泥中硝酸菌活性受到严重抑制,出现NO3-积累;15℃～30℃下,硝化过程形成的NO2-可完全被氧化成NO3-;温度超过30℃后又出现NO2-的积累。因此控制硝化阶段在低温或高温,硝化产物主要是NO2-—N。但由于亚硝酸菌的比增长速率随着温度升高而升高,因此实现短程硝化的适宜温度在30℃～40℃之间。2.2溶解氧浓度:亚硝酸细菌与硝酸菌都是绝对好氧菌,在溶解氧充足的条件下,亚硝酸菌与硝酸菌硝化速率相匹配,两类菌群基本平衡。在低溶氧下,亚硝酸菌和硝酸菌增殖速率均下降。当DO为0.5mg/L时,亚硝酸菌增殖速率约为正常时的60%,而硝酸菌则不超过正常值的30%。这说明溶解氧的降低一方面使两类硝化菌因基质受限而速率降低;另一方面表明亚硝酸菌对有限溶解氧的竞争力强于硝酸菌,使亚硝酸菌增殖和氧化速率比硝酸菌高,因此全程硝化中两类菌的平衡在低溶解氧下被打破,亚硝酸菌的活性远大于硝酸菌,从而获得了持久稳定的NO2-—N积累。因此,控制DO在0.5mg/L左右可以实现亚硝酸盐的积累。度高、噪声低、防火性能好、投资少、能耗低的新产品,以适应现代建筑市场的发展需要。在国家的大力推广、支持下,国内外许多科研、生产单位已经相继开发出各类新产品。随着UPVC排水管设计、生产的不断完善,广阔的市场将为UPVC排水管提供更广阔的发展前景。参考文献:[1]陈耀宗,姜文源等.建筑给水排水设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社,1992.AdvantagesofUPVCpipeindrainageengineeringandexistedquestionsinapplicationLANPeng-hai1LIJie2(1.GardenBureauofTaiyuan,Taiyuan030001,China;2.ChengduUniversityofElectronicScienceandTechnology,Chengdu610054,China)Abstract:TheadvantagesofrigidUPVCpipeare