废水处理生物处理高效硝化新工艺

收稿日期:20031010作者简介:张雁秋(1956-),男,江苏省泗阳县人,中国矿业大学教授,从事水污染控制工程理论与技术方面的研究.第33卷第2期中国矿业大学学报Vol.33No.22004年3月JournalofChinaUniversityofMining&TechnologyMar.2004文章编号:1000-1964(2004)02-0197-03废水处理生物处理高效硝化新工艺张雁秋,张洁,许翱天,李若谷(中国矿业大学环境与测绘学院,江苏徐州221008)摘要:对短时硝化、短程硝化反硝化、同时硝化反硝化及缺氧硝化等生物脱氮新技术的研究和开发进展进行了分析.在理论研究的基础上,提出了生态优势硝化反硝化生物脱氮新工艺,并指出了生态优势硝化反硝化新工艺的特点和研究开发应用的前景.关键词:生物脱氮;短程硝化反硝化;同时硝化反硝化;缺氧硝化;生态优势硝化反硝化中图分类号:X703.1文献标识码:AAdvancesinInvestigationofNewTechnologiesonBiologicalNitrogenRemovalofWasteWaterTreatmentZHANGYan-qiu,ZHANGJie,XUAo-tian,LIRuo-gu(SchoolofEnvironmentandSpatialInformatics,CUMT,Xuzhou,Jiangsu221008,China)Abstract:Theprogressesofbiologicalnitrogenremovalofwastewater,suchastheinvestigationonshortcutnitrificationdenitrification,simultaneousnitrificationdenitrification(SND),anoxicammoniumoxidation(ANAMMOX)andecologysuperiornitrificationdenitrification(ECOSUNIDE)wereanalyzedanddiscussed.Theadvantageofthenewtechnologywascomparedwiththetraditionalones.Itcanbeconcludedthatthenewtechnologyispromisingforfurtherinvestigationsandapplications.Keywords:biologicalnitrogenremoval;shortcutnitrificationdenitrification;simultaneousnitrificationdenitrification;anoxicammoniumoxidation;ecologysuperiornitrification1生物脱氮技术进展由于生物法脱氮是一种经济、有效的方法,因此,目前废水的脱氮处理大多采用生物法.传统生物脱氮途径一般包括硝化和反硝化两个阶段,硝化和反硝化反应分别由硝化菌和反硝化菌作用完成,由于对环境条件的要求不同,这两个过程一般认为不能同时发生,而只能序列式进行.由此而发展起来的生物脱氮工艺大多将缺氧区与好氧区分开,形成分级硝化反硝化工艺使硝化与反硝化独立地进行.1.1短程硝化反硝化早在1975年,Voets等[1]发现了硝化过程中NO2-积累的现象,并提出了短程硝化反硝化的概念.此后,Turk和Mavinic[2]进行了短程硝化反硝化生物脱氮的研究并取得了成功.荷兰Delft技术大学于1997年开发了SHARON(singlereactionforhighactivityammoniaremovalovernitrite)工艺[2].但该工艺需要较高水温,这对大多数废水的处理不太现实.1.2同时硝化反硝化近年来发展的同时硝化反硝化(SND)工艺是一种新型的生物脱氮工艺.目前,对SND生物脱氮的机理已初步形成了三种解释:即宏观环境解释、微环境解释和生物学解释.宏观环境解释认为:由于生物反应器的混合形态不均,可在生物反应器内形成缺氧段.微环境解释认为[3]:由于氧扩散的限制,在微生物絮体内产生DO梯度从而导致微环境的SND.生物学解释认为:许多好氧反硝化菌同时也是异养硝化菌[4],能够直接把NH4+转化为N2而逸出,因此,同时硝化反硝化生物脱氮也就成为可能.目前,对SND生物脱氮技术的研究主要集中在氧化沟,RBC及SBR反应器系统.Rittmann等[5](1985)在工业规模的氧化沟中成功地实现了SND,有力地支持了微环境解释.Gupta等[6](1994)研究了RBC反应器中的SND现象,证实了某种细菌具有好氧反硝化的功能.Watanabe等[7](1995