新型生物脫氮工藝(已修改)
2025-04-19 03:34 本頁面
【正文】 新型生物脫氮工藝摘 要 介紹六種新型生物脫氮工藝的基本原理和研究現(xiàn)狀。隨后介紹新型生物脫氮工藝的原理和特征及工藝的發(fā)展前景。關(guān)鍵詞SHARON工藝；ANAMMOX工藝；SHARONANAMMOX組合工藝；OLAND工藝；CANON工藝；隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷發(fā)展、化肥的普遍應(yīng)用及大量生活污水的排放，廢水中的氮污染日益嚴重。各種水體富營養(yǎng)污染事件頻繁爆發(fā)，破壞了水體原有的生態(tài)平衡，嚴重污染了周圍環(huán)境。我國作為水資源十分短缺的國家，嚴格控制脫氮污水的超標排放是十分必要的。對于氮素污染的治理，國內(nèi)外常見的工程技術(shù)有空氣吹脫法、選擇性離子交換法、折點氯化法、磷酸銨鎂沉淀法、生物脫氮法等。其中，生物脫氮法使用范圍廣，投資及運轉(zhuǎn)成本低，操作簡單，無二次污染，處理后的廢水易達標排放，已成為脫氮常用處理方法。1 傳統(tǒng)生物脫氮工藝傳統(tǒng)生物脫氮一般包括硝化和反硝化兩個階段，分別由硝化菌和反硝化菌完成。硝化反應(yīng)是由一類化能自養(yǎng)好樣的硝化細菌完成，主要包括兩個步驟：第1步稱為亞硝化過程，由亞硝酸菌將氨態(tài)氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽；第2步稱為硝化過程，由硝酸菌將亞硝酸鹽進一步氧化為硝酸鹽。反硝化作用是在厭氧或缺氧條件下反硝化菌把硝酸鹽轉(zhuǎn)化為氮氣排除。該轉(zhuǎn)化過程有許多中間產(chǎn)物，如HNONO2和N2O。反硝化菌多數(shù)是兼性厭氧菌，在無分子態(tài)氮存在的環(huán)境下，利用硝酸鹽作為電子受體，有機物作為碳源和電子供體提供能量并被轉(zhuǎn)化為COH2O。傳統(tǒng)生物脫氮工藝在廢水脫氮方面起到了一定的作用，但任存在以下問題[1]：（1）在低溫冬季硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃度。造成系統(tǒng)總水力停留時間（HRT）長，有機負荷較低，增加了基建投資和運行費用。（2）硝化過程是在有氧條件下完成的，需要大量的能耗；（3）反硝化過程需要一定的有機物，廢水中的COD經(jīng)過曝氣有一大部分被去除，因此反硝化時往往要另外加入碳源；（4）系統(tǒng)為維持較高生物濃度及獲得良好的脫氮效果，必須同時進行污泥回流和硝化液回流，增加了動力消耗及運行費用；（5）抗沖擊能力弱，高濃度氨氮和亞硝酸鹽進水會抑制硝化菌的生長；（6）為中和硝化過程產(chǎn)生的酸度，需要加堿中和，增加了處理費用；2 SHARON工藝 SHARON工藝的研發(fā)SHARON(Single reactor for High activity Ammonia Removal Over Nitrite)工藝是荷蘭Delft技術(shù)大學開發(fā)的一種新型的脫氮工藝[2]。其基本原理是在同一個反應(yīng)器內(nèi)，先在有氧的條件下，利用氨氧化細菌將氨氧化生成NO2；然后再缺氧的條件下，以有機物作為電子供體，將亞硝酸鹽反硝化，生成氨氣。其反應(yīng)式如式（1），式（2）所示。由于該工藝把硝化作控制在亞硝酸鹽階段，比傳統(tǒng)硝化—反硝化工藝縮短了一段流程，因此國內(nèi)形象地將它稱為短程硝化—反硝化工藝。NH4+ + →NO2 + 2H+ + H2ONO2 + →NO3SHARON工藝的典型特征是：①短程硝化和短程反硝化被放置在一個反應(yīng)器內(nèi)實施，工藝流程較短；②反應(yīng)器內(nèi)不持留活性污泥，裝置結(jié)構(gòu)簡單；③操作溫度較高（30~40℃），處理效率較好；④借助于反硝化作用調(diào)控酸堿度（Ph7~8）,無需加堿中和。 SHARON工藝的微生物Loosdrecht等人[3]認為，氧化NH3—N的通常是Nitrosomonas europaea，這是一種典型的好氧氨氧化菌。鄭平[4]的研究表明，該種細菌培養(yǎng)物的氨氧化活性高于氨氧化菌和硝化菌的混培物的氨氧化活性。Logemann等人[5]采用現(xiàn)代分子生物學技術(shù)對SHARON反應(yīng)器中的微生物群落進行研究，結(jié)果表明SHARON工藝中其主要作用的細菌是Nitrosomonas europaea，即一種普遍存在的氨氧化細菌。 SHARON工藝的技術(shù)要點SHARON工藝的核心是使消化過程終止于亞硝酸鹽階段。在實施上，不僅主要抑制亞硝酸鹽氧化，還要促進氨化，只有這樣，才能使工藝經(jīng)濟效益高。 溫度控制溫度對生物反應(yīng)有很大
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