污水生物脱氮的理论研究与工程应用新进展

污水生物脱氮的理论研究与工程应用新进展污水生物脱氮的理论研究与工程应用新进展3常丽春,王凯军(北京市环境保护科学研究院,北京100037)摘要:对短程硝化-反硝化、同时硝化-反硝化及厌氧铵氧化等生物脱氮新技术的理论研究和工程应用进展进行了综述和讨论,并指出应用适宜的反应器,开发出灵敏的含氮化合物浓度生物传感器和提出新的控制方案是成功应用这些新工艺的关键。关键词:生物脱氮;短程硝化-反硝化;同时硝化-反硝化;厌氧铵氧化;CANON中图分类号:X505文献标识码:B文章编号:1008-2271(2005)01-0017-03经典的水处理理论认为生物脱氮需经硝化和反硝化两个过程(图1中②→③→④→⑤),因此传统生物脱氮工艺多采用序列式硝化-反硝化模式运行。最近的一些研究表明自然界中存在着多种新的氮素转化途径[1],如:短程硝化-反硝化(如图1中②→⑤),将硝化过程控制在NO-2阶段,然后直接进行反硝化;厌氧铵氧化(如图1中⑥),NH+4在厌氧条件下以NO-2为电子受体直接被氧化为N2。同时硝化-反硝化(图1中②、③、④和⑤),氮的去除在氨、亚硝酸盐和硝酸盐同时存在条件下发生。基于新的氮素转化途径提出多种新型生物脱氮工艺,如短程硝化反硝化(SHARON)、同时硝化反硝化工艺(SND)、厌氧铵氧化工艺(ANAM2MOX)、SHARON2ANAMMOX组合工艺、限氧自养硝化-反硝化工艺(OLAND)、完全自养脱氮工艺(CAN2ON)等。图1氮生物循环示意图3:国家863计划“水污染控制技术与治理工程”重大专项(2002AA601190)收稿日期:2004-10-14作者简介:常丽春,1976年生,女,山西长治人,硕士,助理研究员,主要从事水污染控制理论研究与工程设计。1生物脱氮新技术及其应用工艺1.1短程硝化-反硝化短程硝化-反硝化(ShortcutNitrification-Denitri2fication)生物脱氮的基本原理就是将硝化过程控制在亚硝酸盐阶段[2],阻止NO-2的进一步硝化,然后直接进行反硝化。在短程硝化-反硝化脱氮途径中,NO-2为仅有的中间过渡形态,对氧化(NH+4→NO-2)和还原(NO-2→N2)均起到最小量化的作用,意味着O2和COD的双重节约(见图2)。图2短程硝化-反硝化节省消耗的碳源和能源1975年,Votes等在进行高浓度氨氮废水处理研究中,