低DO下同步硝化反硝化现象新形式探讨_周国胜

低DO下同步硝化反硝化现象新形式探讨_周国胜低DO下同步硝化反硝化现象新形式探讨周国胜1,刘年丰1,姚瑞珍2,张杰2,王琪1(1.华中科技大学环境科学与工程学院,武汉430074;2.黄石理工学院,黄石435003)摘要:同步硝化反硝化(SND)现象是近年来生物脱氮领域较为热门的话题,与传统生物脱氮相比,由于具有能耗低,基建费用少,工艺过程简单,易于装置集成等优点,因而越来越受到人们的重视。文章在广泛查阅国内外相关研究成果的基础上,着重从电子供体的角度,阐述基质中不同电子供体导致的不同形式同步硝化反硝化的反应模式及其特点,概述了不同形式同步硝化反硝化的研究进展,并提出了同步硝化反硝化今后的研究方向。关键词:同步硝化反硝化;竞争性抑制;协同硝化反硝化;好氧脱氨;厌氧氨氧化;Oland工艺中图分类号:X132文献标识码:A文章编号:1003-6504(2007)02-0097-04同步硝化反硝化(SimultaneousNitrificationandDenitrification,SND)是将硝化和反硝化过程在同一个反应器中同步进行,它是由好氧系统中微生物絮体或生物膜内部缺氧产生的。目前同步硝化反硝化机理被人们所接受的主要是缺氧微环境理论和生物学理论[1]。现行的生物脱氮工艺是将硝化和反硝化作为两个独立的阶段分别安排在不同的反应器中(空间上)或者利用间歇的好氧和厌氧条件(时间上)实现氮的去除,往往造成系统复杂,能耗较大,且运行管理不便[2];与它们相比,SND具有以下优点:(1)简化工艺流程,易于装置的集成;(2)减少反应过程中碱度的消耗,能有效保持反应器中pH值的稳定;(3)曝气量的节省(节约氧气的消耗),能够降低能耗;(4)减小反应器的体积和占地面积,节省基建费用。生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段,将两个阶段统一在一个反应器中同步发生必须克服两个矛盾:其一,溶解氧的矛盾:硝化菌为好氧菌;反硝化菌多为厌氧菌或兼性菌。其二,电子供体的矛盾:没有电子供体,反硝化反应无法进行,必须为反硝化菌提供充足的有机或其它电子供体。因此,从所要克服的矛盾上看,两个矛盾的本质主要是电子受体和电子供体之间的竞争性抑制。在第一个矛盾中突出的表现为电子受体O2和NOX-之间的竞争,只有以NOX-作为电子受体时反硝化反应才能进行,否则只会将氨态氮全部氧化为硝态氮,无法实现将NOX-转变为氮气,