新型生物脱氮工艺的研究和进展_林进条

净水技术WATERPURIFICATIONTECHNOLOGYVol.24No.22005新型生物脱氮工艺的研究和进展林进条1林涛2刘丽玲3(1.广东省肇庆水文分局,广东肇庆526060;2.福建省城乡规划设计研究院,福建福州350010;3.福建省港航勘察设计院,福建福州350010)摘要该文介绍了新型的脱氮理论及工艺,如将硝化反应控制在亚硝酸阶段、随后脱氮的短程硝化反硝化,在一个反应器中同时完成,硝化和反硝化的同步硝化反硝化以及在反硝化氨氧化菌作用下,由亚硝酸盐直接氧化氨氮完成脱氮的厌氧氨氧化等。关键词硝化反硝化硝酸盐亚硝酸盐DevelopmentofNewDenitrationProcessLinJintiao1LinTao2LiuLiling3(1.ZhaoqingWaterResourceBureau,Zhaoqing526060,China;2.FujianInstituteofUrban&RuralPlanningandDesign,Fuzhou350010,China;3.FujianInstituteofPort&ChannelSurveyingandDesign,Fuzhou350010,China)AbstractThispapertriedtointroducesomenewprocessessuchasshort-processnitrationanddeni-trationprocess,whichmeansthedenitrationdependsonnitrite,theSNDwhichneedonlyonereactortocompletenitrationanddenitratioandtheANANMMOXprocesswhichisrealizedbytheANANMMOXbacteria.Keywordsnitrationdenitrationnitratenitrite传统的脱氮工艺存在如反应池多,土建费用高,抗冲击负荷能力弱,动力消耗大等缺点。国内外学者对污水脱氮工程实践中暴露的问题进行了试验研究。开创了一些生物脱氮的新途径和方法,并由此开发出一些新型的脱氮工艺。目前世界上正进行的研究有短程硝化反硝化,同步硝化反硝化,厌氧氨氧化等脱氮工艺。1短程硝化反硝化一般来说,生物脱氮需要经过硝化和反硝化两步。完全硝化反硝化是指污水中的氨氮在亚硝酸菌的作用下先转化成亚硝酸盐,生成的亚硝酸盐在硝酸菌的作用下进一步被氧化成硝酸盐。而反硝化过程则是以硝化产物硝酸盐、亚硝酸盐为电子受体,在反硝化菌的作用下还原成气态氮脱去。可以看出,在生物脱氮过程中,亚硝酸盐扮演了一个重要的角色,它不仅是硝化反应的中间产物,而且它也可以替代硝酸盐作为反硝化过程中的电子受体进行脱氮。如果将氨氮的硝化控制在亚硝酸盐阶段,然后以亚硝酸盐为电子受体进行反硝化,就实现了短程硝化反硝化脱氮,具体过程如图1所示。显然,与完全硝化反硝化相比,短程硝化反硝化具有更快的反硝化速率(NO-2的反硝化速率通常比NO-3高63%左右),反应时间的缩短使得反应器容积可减少30%～40%左右;氨氮的亚硝酸化使曝气量减少25%左右,而在反硝化阶段又可减少40%左右的有机碳源,大大减少了能耗和运行成本;产泥量图1传统硝化反硝化与短程硝化反硝化示意图—48—DOI:牨牥牨牭牳牴牥牤jcnkijsjs牪牥牥牭牥牪牥牨牬净水技术Vol.24No.22005也大大减少。由于废水生物处理反应器都是开放的非纯培养系统,控制硝化停止在亚硝酸盐阶段是实现短程生物脱氮的关键。传统硝化过程又是亚硝酸菌和硝酸菌协同完成的,由于这两类细菌在开放的系统中形成较为紧密的互生关系,彼此相互作用而将氨氮氧化为硝酸盐,因此完全的亚硝酸化是十分困难的。短程硝化的标志是稳定且较高的亚硝酸盐的积累即亚硝化率较高(至少大于50%)[1,9,10]。影响亚硝酸盐积累的因素主要有温度、pH、氨浓度、氮负荷、DO、有害物质及泥龄等,但目前对各种影响因素的解释还不充分,认识有所不同,长久稳定的维持亚硝酸盐的积累还有待探索。到目前为止,经亚硝酸盐途径实现生物脱氮成功应用的并不多见,其中比较有代表性的是荷兰Delft科技大学开发的SHARON工艺,该工艺已经在几个污水厂的消化池上清液的富氨氮污水的处理中得到应用。SHARON(SingleReactorforHighactivityAmmoniaRemovalOverNitrite)最初是用来处理污水厂污泥消化池上清液和垃圾滤出液等高浓度的含氨废水。此类污水的水温都较高。一般大于30℃。SHARON工艺巧妙的利用了在高温下(30～35℃)亚硝酸菌的最小泥龄小于硝酸菌最小泥龄这一特性,采用连续反应器(CSTR反应器),通过控制系统的水力停留时间使之介于硝酸菌