废水脱氨氮技术研究进展.docVIP

废水脱氨氮技术研究进展 　 关键词：脱氮方法 生物脱氨氮 综述 1 概况 由于工农业的发展、人口的剧增及城市化，大量含NH3-N的生活污水和工业废水被排入天然水体。存在于水中的NH3-N对人体有一定的毒害作用，对水中的生物也有一定的毒性，文献[1]报道对鱼类的致毒剂量为2.6×10-2mg/L。NH3-N还是高耗氧性物质，每毫克NH3-N氧化成NO3--N要消耗4.57mg的DO，较高的氨氮浓度会直接导致水质的黑臭[2]。作为一种无机营养物质，NH3-N还是引起海洋、湖泊、河流及其它水体富营养化的重要原因。 废水脱氨氮方面，普遍认为生物脱氨氮是最经济的[3],这方面的研究和应用相对较多。传统的硝化反硝化生物脱氨氮工艺是国内外采用最多、技术最成熟的生物脱氨氮工艺，但这些工艺成本高、能耗大、占用空间多。目前，废水生物脱氨氮技术有2个主要的发展方向，即对传统硝化反硝化工艺进行改进，同时开发一些新型生物脱氨氮技术，实现废水生物脱氨氮技术的多样化。本文对废水生物脱氨氮技术在这2个发展方向上的进展进行评述。 ? 2 传统硝化反硝化生物脱氨氮 传统硝化反硝化生物脱氨氮的基本原理是：好氧条件下，NH3在自养硝化菌作用下转化为NO3-；厌氧条件下，NO3-在异养反硝化菌作用下转化为N2，排入大气。目前这方面的研究主要集中在同步硝化反硝化、新型载体和微量活性物质开发几个方面。 2.1同步硝化反硝化脱氨氮 同步硝化反硝化（SND）生物脱氨氮是利用硝化菌和反硝化菌在同一反应器中同时实现硝化和反硝化得以脱除NH3-N。国外有不少试验和报道证实存在同步硝化反硝化现象[4～7]。同步硝化反硝化有以下优点：(1) 设备体积减小，节省费用[8，9]；(2) 曝气需求降低，节省能耗；(3) 设备的处理负荷增加；(4) 反应器中pH保持稳定。 SND为降低投资成本、简化生物脱氨氮技术提供了可能，在这方面的研究和报道也较多。李丛娜等[8]对活性污泥SBR反应器同步脱氨氮系统进行研究，发现进水COD/NH3比值越高，TN去除率越高，同步硝化反硝化现象越明显，由此推测活性污泥菌胶团中存在异养硝化菌和好氧反硝化菌。曹国民等[10]利用固定化细胞膜将脱氮反应器一隔为二，膜的一侧与好氧的NH3-N废水接触，另一侧与缺氧的乙醇水溶液（碳源）接触。固定于膜中的硝化细菌将氨NH3-N化成NO2-N和NO3--N，随即被同一膜中的反硝化细菌还原成N2，实现同步硝化反硝化脱氨氮。该反应器不用直接向废水投加碳源，剩余的碳源可重复利用，节省了同步生物脱氮过程中的碳源。Fuerhacker M等[11]对一种新型活性污泥同步硝化反硝化反应器的控制战略进行研究，结果表明同步硝化反硝化活性污泥处理可取得较好的TOC（总有机碳）和TN去除率，指出要控制活性污泥同步硝化反硝化，必须对ORP（氧化还原电位）、TVOC（总挥发性有机碳）和NO浓度等参数进行优化组合。 2.2新型载体开发脱氨氮 开发新型载体是改进传统硝化反硝化脱氨氮工艺的另一种途径。 采用新型载体的目的在于通过载体上的高生物质量得到一种高负荷的硝化反应器。Welander U等[12]利用悬浮载体生物膜反应器去除市政垃圾填埋渗滤液中的NH3-N，获得最大的NH3-N硝化速率0.6kg/(m3·d)。王晋等[13]采用经过波浪形定型处理的无纺布作为填料，设计出一种新型固定床式生物膜反应器，并利用人工合成的高NH3-N废水对该反应器的性能进行研究，得到在NH3-N容积负荷为1.7 kg/(m3· d)情况下，可实现98％以上的NH3-N去除率。Son D H等[14]向氧化/亏氧系统中添加沸石作为生物载体循环，可使合成废水中的NH3-N去除率提高到97％。Michal Green等[15]向流化床反应器中投加白垩石（Chalk）作为生物膜介质和缓冲剂，得到最大的NH3-N硝化速率1.4 kg/(m3·d)。 2.3微量活性物质开发脱氨氮 向反应器中添加微量活性物质可以增强硝化菌、反硝化菌的活性，或降低有害物质对硝化菌、反硝化菌的影响，最终提高硝化及反硝化的速率。Albert等[16]研究得到加入三价或四价金属盐，特别是铁、铝等离子可以加快硝化反硝化速率。Nakayama等[17]证实投加三价铁盐可以催化系统中亚硝酸盐的分解。Wuertz S等[18]研究得到加入磷酸盐/烟酸或钼酸盐/核黄素可以降低废水中有害物质对硝化菌的影响，提高废水脱氨氮的效果。 ? 3 新型生物脱氨氮 新型生物脱氨氮技术与传统硝化反硝化生物脱氨氮技术的原理不同，它包括全程自养脱氨氮、短程硝化反硝化脱氨氮、厌氧氨硫化脱氨氮和人工湿地脱氨氮等方法。这些方法多数处于试验研究阶段，技术尚不成熟，但