新型生物脱氮工艺

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1、新型生物脱氮工艺摘要介绍六种新型生物脱氮工艺的根本原理和研究现状。随后介绍新型生物脱氮工艺的原理和特征与工艺的开展前景。关键词SHARON工艺；ANAMMOX工艺；SHARON-ANAMMOX组合工艺；OLAND工艺；CANON工艺；随着现代工业的不断开展、化肥的普遍应用与大量生活污水的排放，废水中的氮污染日益严重。各种水体富营养污染事件频繁爆发，破坏了水体原有的生态平衡，严重污染了周围环境。我国作为水资源十分短缺的国家，严格控制脱氮污水的超标排放是十分必要的。对于氮素污染的治理，国外常见的工程技术有空气吹脱法、选择性离子交

2、换法、折点氯化法、磷酸钱镁沉淀法、生物脱氮法等。其中，生物脱氮法使用围广，投资与运转本钱低，操作简单，无二次污染，处理后的废水易达标排放，已成为脱氮常用处理方法。1传统生物脱氮工艺传统生物脱氮一般包括硝化和反硝化两个阶段，分别由硝化菌和反硝化菌完成。硝化反响是由一类化能自养好样的硝化细菌完成，主要包括两个步骤：第1步称为亚硝化过程，由亚硝酸菌将氨态氮转化为亚硝酸盐；第2步称为硝化过程，由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。反硝化作用是在厌氧或缺氧条件下反硝化菌把硝酸盐转化为氮气排除。该转化过程有许多中间产物，如HNOz、NO

3、?和刈0。反硝化菌多数是兼性厌氧菌，在无分子态氮存在的环境下，利用硝酸盐作为电子受体，有机物作为碳源和电子供体提供能量并被转化为CO,、HQ。传统生物脱氟工艺在废水脱氮方面起到了一定的作用，但任存在以下问题"：(1)在低温冬季硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度。造成系统总水力停留时间〔HRT〕长，有机负荷较低，增加了基建投资和运行费用。〔2〕硝化过程是在有氧条件下完成的，需要大量的能耗；3/11〔3〕反硝化过程需要一定的有机物，废水中的COD经过曝气有一大局部被去除，因此反硝化时往往要另外参加碳源；〔4〕系统为维持较

4、高生物浓度与获得良好的脱氮效果，必须同时进展污泥回流和硝化液回流，增加了动力消耗与运行费用；〔5〕抗冲击能力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌的生长；〔6〕为中和硝化过程产生的酸度，需要加碱中和，增加了欠理费用；2SHARON工艺2.1SHARON工艺的研发SHARONCSinglereactorforHighactivityAmmoniaRemovalOverNitrite）工艺是荷兰Delft技术大学开发的一种新型的脱氮工艺a。其根本原理是在同一个反响器，先在有氧的条件下，利用氢氧化细菌将氮氧化生成NOJ；然后再缺

5、氧的条件下，以有机物作为电子供体，将亚硝酸盐反硝化，生成氨气。其反响式如式〔1〕，式〔2〕所示。由于该工艺把硝化作控制在亚硝酸盐阶段，比传统硝化一反硝化工艺缩短了一段流程，因此国形象地将它称为短程硝化一反硝化工艺。NHJ+1.50T02-+2H-+HzONOT+0.50T03SHARON工艺的典型特征是：①短程硝化和短程反硝化被放置在一个反响器实施，工艺流程较短；②反响器不持留活性污泥，装置结构简单；③操作温度较高［30-40℃〕，欠理效率较好；④借助于反硝化作用调控酸碱度〔Ph7~8〕，无需加碱中和。2.2SHARON工艺

6、的微生物Loosdrecht等人'认为，氧化NH；s—N的通常是Nitrosomonaseuropaea，这是一种典型的好氧氮氧化菌。平,的研究说明'该种细菌培养物的氮氧化活性高于氨氧化菌和硝化菌的混培物的H氧化活性。3/11Logemann等人我采用现代分子生物学技术对SHARON反响器中的微生物群落进展研究，结果说明SHARON工艺中其主要作用的细菌是Nitrosomonaseuropaea，即一种普遍存在的氮氧化细菌。2.1SHARON工艺的技术要点SHARON工艺的核心是使消化过程终止于亚硝酸盐阶段。在实施上，不仅主

7、要抑制亚硝酸盐氧化，还要促进氨化，只有这样，才能使工艺经济效益高。2.1.1温度控制温度对生物反响有很大的影响。升高温度一方面可加快酶促反响，另一方面也可加快酶变性失活。如果其他条件保持不变，生物反响有一个最适温度。对于硝化反响，文献来源不同，所报道的温度图和适宜温度差距很大。总的来看，硝化反响的温度围为4-45℃，适宜温度为20~30℃，温度低于15℃或高于40℃硝化反响速率降低。Hellinga等人认为，在常温〔5~20℃〕下，由于亚硝化细菌的生长速率小于硝化细菌的速率，前者产生的亚硝酸盐很容易被后者氧化为硝酸盐，因此在

8、这个温度围运作的传统生物脱氮工艺，只能进展全程硝化一反硝化反响。⑵提升反响器的运行温度（20-30℃〕，利用亚硝化细菌和硝化细菌不同的温度效应，有助于亚硝化细菌从而实现短程硝化。需要指出的是，温度并非越高越好，温度超过40℃会导致反响速率下降；另外，废水升温需要能量，温度越高，能耗越大。综