同时硝化／反硝化生物脱氮技术的研究概况.pdfVIP

第26卷 第2期 甘肃科技 GansuScienceandTechno ．26 Ⅳ0．2 2010年 1月 Jan． 2010 同时硝化 ／反硝化生物脱氮技术的研究概况 孙志伟 ，王庆年 (1．中国海洋大学，山东 青岛266000；2．天津大学，天津300072) 摘 要：结合近年来国内外的研究成果，介绍了同时硝化／反硝化生物脱氮技术的机理，并对影响SND的控制因素及 其研究现状进行了简单的综述。 关键词：环境科学技术；同时硝化反硝化 (SND)；脱氮；硝化 ；反硝化 中图分类号：Xll 氮是造成水体富营养化和环境污染的重要物 机理存在不同的观点，对其机理的探讨还尚未成熟， 质，生物脱氮被公认为是 目前废水脱氮处理中经济、 但 已初步形成了三种解释 ：宏观环境理论、物理学微 有效的方法之一。根据传统的生物脱氮理论，生物 环境理论和生物学微生物理论。 脱氮过程可分为三步 ¨J：第一步是氨化作用，即水 1．1 宏观环境理论 中的有机氮在氨化细菌的作用下转化成氨氮。第二 由于生物反应器的混合形态不均，如充氧装置 步是硝化作用，即在供氧充足的条件下，水中的氨 的不同，可在生物反应器 内形成缺氧及 (或)厌氧 氮首先在亚硝酸菌的作用下被氧化成亚硝酸盐，然 段，此为生物反应器的大环境，即宏观环境。生物反 后再在硝酸菌的作用下进一步氧化成硝酸盐。第三 应器混合因池型、进水及供氧方式不同而呈现多种 步是反硝化作用，即硝化产生的亚硝酸盐和硝酸盐 形态，不可能完全处于均匀混合的状态，在不同的混 在反硝化细菌的作用下被还原成氮气。其中，硝化 合形态条件下，如由于曝气装置不同引起的不完全 反应在好氧条件下通过 自养型硝化细菌作用发生， 混合形态下，在生物反应器内能形成缺氧厌氧区段。 而反硝化是在缺氧条件下通过兼性反硝化菌作用实 在同一生物反应器缺氧厌氧大环境条件下可以发生 现。为了提供两种反应所需的不同环境，需将反应 反硝化反应，联合一定区段 内的好氧环境中有机物 区分隔开或通过间歇式反应系统实现序式运行。 去除和氨氮的硝化，实现同时硝化／反硝化脱氮。 所谓同时硝fi,／反硝化 (Simultaneousnitrifiea- l。2 物理学微环境理论 tionanddenitrification，SND)，也称同步硝 反硝 微环境理论则是从物理学角度加以解释的，这 化，是指硝化反应和反硝化反应在同一反应器 中、相 是同时硝化反硝化现象 目前 已被普遍接受的观 同操作条件下同时发生的现象。这一现象与传统脱 点[9】。微环境理论认为：在活性污泥絮体中，由于 氮理论明显有所违背，但是却在不少污水处理工艺 氧的扩散(传递)所限制存在溶解氧(DO)梯度u…。 的实际运行中发现了同时硝化 ／反硝化现象，尤其是 絮体外表面与气、液相直接接触而溶解氧较高，微 好氧条件下的反硝化现象。例如，间歇曝气反应 生物群体以好氧菌、硝化菌为主絮体内层由于氧传 器 2【Jl，SBR反应器[’’引，Orbal氧化沟 、生物转盘及 递受阻以及外部氧被大量消耗而形成了缺氧微环 生物流化床 [6]等反应器中均发现了好氧状态下的 境，反硝化菌占优势 】。因此，微生物絮体内的缺 总氮损失，这些氮的去除是在氧、亚硝酸盐和硝酸盐 氧环境的存在是形成 SND现象的主要原因，并由此 同时存在条件下发生的。 可以从传统的硝化反硝化理论的角度来解释好氧反 结合近年