生物脱氮技术新发展

第卷第期年第期技术与教育、生物脱氮技术新发展聂英斌’吉林工业职业技术学院姚金柱’化学工程系陈立颖吉林吉林市东北电力大学应用化学系吉林吉林市犯《旧摘要本文综述了同步峭化反硝化的机理和对的研究现状,同步硝化反峭化作为脱氮技术的新发展必将有更广泛的研究和应用,带来更大的经济和环境效益。关键词同步峭化反稍化机理研究现状中图分类号,文献标识码概述目前,我国的水体污染中氮、磷已逐渐上升为主要污染物,脱氮除磷技术的研究和应用引起了人们的广泛关注。同步硝化反硝化是生物脱氮技术的重要发展,它的出现使在同一个反应器内同时实现硝化、反硝化和除碳成为了可能。传统的生物脱氮处理过程中,首先在好氧条件下,亚硝酸菌将氨氮氧化为亚硝酸氮,硝酸菌又将亚硝酸氮进一步氧化为硝酸氮。随后在缺氧条件下,反硝化菌将硝酸氮或亚硝酸氮还原成威刃。传统的脱氮理论认为硝化与反硝化反应不能同时发生硝化反应在好氧条件下进行,而反硝化反应在缺氧条件下完成,所以工艺将缺氧区和好氧区分隔开,按空间顺序排开的典型代表有、改良的专、、等,按时间顺序排开的典型代表有法及其变型工艺等,往往造成系统复杂,能耗较大,且运行管理不便。最近国内外的许多试验和报道证明,硝化反应和反硝化反应可以在同一操作条件下与同一反应器内进行,称为同步硝化反硝化现象成,简称,显然,如果能在同一反应器中使硝化菌和反硝化菌同时工作,则硝化反应的产物可直接作为反硝化反应的底物被加以利用,减少了硝酸盐积累对硝化细菌的抑制,从而加速脱氮反应的进程。实验证明,这一方法不仅可以克服传统生物脱氮存在的问题,而且还具有简化系统的设计和操作、降低动力消耗、提高处理能力等优点,因而具有很大的发展潜力。同步硝化反硝化机理宏观环境在生产规模的生物反应器中,整个反应器均处于完全均匀混合状态的情况并不存在,生物反应器的混合形态不均如充氧装里的不同可引起生物反应器内形成缺氧及或厌氧段,即生物反应器的宏观环境不均匀,这样会产生硝化在有氧的膜上发生、而反硝化同时在缺氧的膜上发生的现象,即发生了同步硝化反硝化,如、反应器及氧化沟等。微环境理论由于氧扩散作用的限制,在微生物絮体内会产生溶解氧梯度,并且微生物种群结构、基质分布代谢活动和生物化学反应都存在不均匀性,加上物质传递变化等因素的相互作用,在微生物絮体和生物膜内部必然会存在多种多样的微环境川。微生物絮体、生物膜内反应区的分布分别见图、图。微生物絮体外表面溶解氧较高,以好氧异养菌、好氧硝化菌为主深人絮体内部,氧传递受阻,且有机物氧化、硝化作用消耗大量氧,絮体内部产生缺氧区,反硝化菌占优势。正是由于微生物絮体内缺氧微环境存在,从而导致微环境的现象发生。技术与教育生物学及生物化学的观点的研究现状硝化过程被认为发生在好氧条件下,反硝对机理方面的研究化过程被认为发生在缺氧条件下,但是世纪等对个采用分段、闭环沟道的年代好氧反硝化菌和异养硝化菌的发现,打日氧化沟工艺运行数据进行分析评定,确定破了传统理论,为好氧反硝化的解释提供了生该工艺中的发生程度,指出习氧化沟中物学的依据。并且已经发现好氧反硝化现象确很容易发生,并进一步证实了微环境理论实存在于各种不同的生物处理系统,如生物转对解释的正确世、盘,,氧化沟等。李军、王宝贞等洲在对序批式生物膜工艺好氧反硝化菌作用的机理引起了人们极大脱氮研究时发现,在厌氧段可脱除约的氮的关注。等人认为,’在好氧反硝化中已超出微生物细胞生长的需要,并提出了过协同呼吸是一个很重要的机理,协同呼吸意味储存—脱氮作用机理,即厌氧段脱氮主着分子氧和硝酸盐被同时作为电子受体,在细要靠生物膜对含碳、氮有机物的过储存作用,胞色素和细胞色素之间的电子传翰链中的而好氧段脱氮则靠生物膜的同步硝化反硝化“瓶颈”现象就可以被克服,因而也就允许电子作用,反硝化的有机碳源主要为生物流能同时传输到反硝化酶以及分子氧中,反硝膜在厌氧段过里储存的有机物。化反应就可能在好氧环境中发生冈。徐伟锋研究序批式生物膜法中所表现出来的脱氮特性均,探讨生物膜法脱氮的机理,认为好氧情况下生物膜的吸附作用为反硝化菌提供碳源和能源反应主要发生在好氧生物膜层和兼性生物膜分界内在深层的反硝化菌利用生物膜中储存的有机物作为有机碳源,将好氧生物膜中产生的转化为。同时加人一定量的硝化菌能较好地提高硝化、脱氮率。判定发生的依据日生物翔体内反应区和甚质浓度分布示对于判定的依据主要是根据氮的平衡,但对于在氮的平衡分析过程中是否包括同化作用和异化作用的观点不是很统一。在目前的文献中大多数是根据在好氧条件下存在总氮损失,而且在此过程中认为微生物的同化作用可以忽略不计。但罗固源在研究系统中的好氧反硝化过程中考虑了微生物同化作用对总氮去除的影响气对的影响因素及参数的研究对影响因素的研究主要包括、比、污泥絮体结构及污泥有机负荷、碳源、圈生物内反应区和苍质传进示宜氧化还原