生物脫氮工藝新舊比較及其發(fā)展

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水處理技術(shù):本文對(duì)傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)和目前新型的生物脫氮技術(shù)進(jìn)行了介紹。

1傳統(tǒng)生物脫氮工藝

中的氮以有機(jī)氮、氨氮、亞硝氮和硝酸鹽4種形態(tài)存在…。如污水有機(jī)氮占含氮量的4O%～60%，氨氮占5O%～60%，硝態(tài)氮僅占0%一5%。傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)遵循已發(fā)現(xiàn)的自然界氮循環(huán)機(jī)理，中的有機(jī)氮依次在氨化菌、亞硝化菌、硝化菌和反硝化菌的作用下進(jìn)行氨化反應(yīng)、亞硝化反應(yīng)、硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)后最終轉(zhuǎn)變?yōu)榈獨(dú)舛绯鏊w，達(dá)到了脫氮目的。

傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)是目前應(yīng)用最廣的脫氮技術(shù)。硝化工藝雖然能把氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽，消除氨氮的污染，但不能徹底消除氮污染。而反硝化工藝雖然能根除氮素的污染，但不能直接去除氨氮。因此，傳統(tǒng)生物脫氮工藝通常由硝化工藝和反硝化工藝組成。由于參與的菌群不同和工藝運(yùn)行參數(shù)不同，硝化和反硝化兩個(gè)過程需要在兩個(gè)隔離的反應(yīng)器中進(jìn)行，或者在時(shí)間或空間上造成交替缺氧和好氧環(huán)境的同一個(gè)反應(yīng)器中進(jìn)行…傳統(tǒng)生物脫氮途徑就是人為創(chuàng)造出硝化菌、反硝化菌的生長環(huán)境，使硝化菌和反硝化菌成為反應(yīng)池中的優(yōu)勢菌種。由于對(duì)環(huán)境條件的要求不同，硝化反硝化這兩個(gè)過程不能同時(shí)發(fā)生，而只能序列式進(jìn)行，即化反應(yīng)發(fā)生在好氧條件下，反硝化反應(yīng)發(fā)生在缺氧或厭氧條件下。

常見的工藝有三級(jí)生物脫氮工藝、二級(jí)生物脫氮工藝和合建式缺氧一好氧活性污泥法脫氮系統(tǒng)等。傳統(tǒng)生物脫氮工藝存在不少問題：(1)工藝流程較長，占地面積大，基建投資高。(2)由于硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃度，特別是在低溫冬季，造成系統(tǒng)的HRT較長，需要較大的曝氣池，增加了投資和運(yùn)行費(fèi)用。(3)系統(tǒng)為維持較高的生物濃度及獲得良好的脫氮效果，必須同時(shí)進(jìn)行污泥和硝化液回流，增加了動(dòng)力消耗和運(yùn)行費(fèi)用。(4)系統(tǒng)抗沖擊能力較弱，高濃度NH，一和NO：一廢水會(huì)抑制硝化菌生長。(5)硝化過程中產(chǎn)生的酸度需要投加堿中和，不僅增加了處理費(fèi)用，而且還有可能造成二次污染。因此，人們積極探討開發(fā)高效低耗的新型生物脫氮新工藝。

2新型生物脫氮工藝

隨著科學(xué)的發(fā)展，近年來發(fā)現(xiàn)了好氧反硝化菌和異養(yǎng)硝化菌，硝化反應(yīng)不僅由自養(yǎng)菌完成，某些異養(yǎng)菌也可以進(jìn)行硝化作用，反硝化不只在厭氧條件下進(jìn)行，某些細(xì)菌也可在好氧條件下進(jìn)行反硝化；許多好氧反硝化菌同時(shí)也是異養(yǎng)硝化菌(如Thiosphaerapantotropha菌)，并能把NH3一氧化成NO：一后直接進(jìn)行反硝化反應(yīng)；氨的氧化不僅可以在好氧條件下進(jìn)行，也可以在厭氧條件下進(jìn)行。這些新發(fā)現(xiàn)突破了傳統(tǒng)生物脫氮理論的認(rèn)識(shí)，為研發(fā)生物脫氮新工藝奠定了基礎(chǔ)。