短程硝化_反硝化脱氮及影响因素研究_卜永鹏

广东化工2006年第7期·30·www.gdchem.com第33卷总第159期短程硝化－反硝化脱氮及影响因素研究短程硝化－反硝化脱氮及影响因素研究卜永鹏1，黄玲珍2，林桂炽2（1.广西南宁市环境保护科学研究所，广西南宁530031；2.广东省水产学校，广东广州510320）[摘要]短程硝化生物脱氮技术是近年来国内外水处理研究的一个热点。本文介绍短程硝化反应机理，分析影响亚硝酸累积的主要因素，重点探讨通过控制游离氨和pH达到亚硝酸根积累以实现短程硝化的途径。[关键词关键词]短程硝化；影响因素；亚硝酸根累积TheResearchofGeodesicNitration-DenitrificationRemoveNitrogenandInfluentialFactorBuYongpeng1,HuangLingzhen2,LinGuichi2(1.GuangxiEnvironmentalProtectionScienceResearchInstitute,Nanning530031；2.GuangdongFishingSchool,Guangzhou510320,China)Abstract:Geodesicnitrationtechniquesofbiologicalremovenitrogenisoneofthehotpointofwatertreatmentresearch.Thispaperintroducesthenitrationreactionmechanism,analysisesthechiefofnitrousacidcumulative.AnditdiscussesthewaytocontrolthefreeammoniaandpHvaluetoreachnitriteaccumulation.Keywords:geodesicnitration；influence；nitriteaccumulation含氮污染物已成为我国的地表水主要污染物，为防止水体氮的污染，生物脱氮是比较经济的方法，目前已经开发出如A2O、SBR、氧化沟等多种生物脱氮的工艺。但随着对传统生物脱氮过程的研究，暴露出不少问题，同时提出许多新理论[1-5]，其中短程硝化-反硝化具有许多显著的优点，成为众多学者研究的重点。1短程硝化脱氮技术原理短程硝化脱氮技术原理1.1传统生物脱氮传统生物脱氮在好氧条件下将废水中有机氮转化为氨氮，然后通过硝化反应将氨氮转化为硝态氮，再通过反硝化反应将硝态氮还原成气态氮从水中逸出脱氮。其主要反应方程式式如下[6]硝化作用：⎯⎯⎯⎯⎯→亚硝酸盐细菌+-+42222NH+3O2NO+2HO+4H−−+⎯⎯⎯⎯⎯→硝酸盐细菌2232NOO2NO反硝化作用（以甲醇为碳源）：--332222CHOH+6NO6NO+4HO+2CO⎯⎯→--322223CHOH+6NO3N+3HO+3CO+6OH⎯⎯→从传统脱氮过程可以看出，反应经历了一个形成无用硝酸根的过程，该过程增加硝化曝气量和反硝化有机物的投加量，同时使反应过程及反应容器复杂化。在传统脱氮过程中，亚硝酸根作为硝化反硝化过程的中间产物，其质量分数一般低于5%。1.2短程硝化脱氮短程硝化脱氮通过控制硝化反应只进行到亚硝酸根阶段，造成大量的亚硝酸根累积，然后就进行反硝化反应，短程硝化也称简捷硝化[7]或亚硝酸型硝化[8]。实现短程硝化主要基于以下理由[9]：硝化反应由硝酸菌和亚硝酸菌相互配合完成，至今尚未发现有一种[收稿日期][收稿日期]2006-06-25[作者简介][作者简介]卜永鹏（1978-），男，广西南宁人，助理研究员，主要从事水污染控制工程方面的工作。2006年第7期广东化工第33卷总第159期www.gdchem.com·31·细菌能直接把NH4+转化为硝酸根，同时硝酸菌和亚硝酸菌在对环境因素的敏感性和动力学参数上存在差异，因此硝化的两个步骤可以分离；亚硝酸根和硝酸根都可作为反硝化的基质，使NH4+→NO2-→N2型的短程硝化反硝化成为可能。短程硝化的标志是持续稳定的亚硝酸根的累积，要求硝化产物中NO2-/(NO3-+NO2-)值至少大于0.5。2影响亚硝酸根积累的因素影响亚硝酸根积累的因素短程硝化具有全程硝化反硝化不可比拟的优势[10]，但如何实现短程硝化，将硝化过程停留在亚硝酸阶段成为了实现短程硝化-反硝化的关键。影响亚硝酸积累的因素主要有如下几种。2.1游离氨（游离氨（FA）浓度）浓度研究[11]发现FA对亚硝酸菌和硝酸菌有抑制作用，但FA对硝酸菌的抑制浓度远小于亚硝酸菌的抑制浓度，当FA的浓度介于两者之间时，亚硝酸菌能够正常增殖和氧化，硝酸菌被抑制，系统发生亚硝酸的积累。但对于抑制硝酸菌，而对亚硝酸菌不抑制或抑制很小的FA范围差异比较大，从0.1～1.0～1