污水生物脱氮除磷新技术
污水脱氮除磷的原理及其工艺
污水脱氮除磷的原理及其工艺一、污水脱氮原理：污水中的氮主要以无机氮和有机氮两种形式存在，其中无机氮包括氨氮、亚硝酸盐氮和硝酸盐氮，有机氮主要包括蛋白质等有机物。
污水脱氮的主要原理是利用硝化反应和反硝化反应。
硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐氮，该过程需利用到氨氧化细菌进行氧化作用，产生的硝酸盐氮可以被水中的反硝化细菌进一步还原为氮气释放到大气中。
这样就实现了对污水中氨氮的脱氮处理。
反硝化反应是将硝酸盐氮还原为氮气。
反硝化作用需要在无氧环境下进行，可通过添加外源电子供体（如甲烷、乙醇等）来提供反硝化细菌进行反硝化作用。
反硝化细菌利用硝酸盐氮作为电子受体进行还原，产生大量的氮气释放到大气中，实现了对污水中硝酸盐氮的脱氮处理。
二、污水除磷原理：污水中的磷主要以无机磷和有机磷两种形式存在，其中无机磷主要包括磷酸盐磷和亚磷酸盐磷，有机磷主要包括有机物中的磷酸酯等。
污水除磷的主要原理是利用化学沉淀法和生物吸附法。
化学沉淀法是通过给污水中添加适量的化学沉淀剂（如氯化铝、聚合氯化铝等）来与磷酸盐磷和亚磷酸盐磷反应生成难溶的沉淀物（如磷酸铝等），从而使磷被固定在沉淀物中，从而实现了对污水中无机磷的除磷处理。
生物吸附法是利用在废水生物处理系统中存在的一些微生物对磷进行吸附作用，这些微生物能将磷从废水中吸附到其细胞表面或胞囊中，从而实现了废水中磷的除磷处理。
三、污水脱氮除磷工艺：污水脱氮除磷工艺主要有一体化生物法、AO法和AB法等多种。
其中，一体化生物法比较常用，其工艺流程为：进水→除砂→调节池→好氧生物反应器（硝化反应）→缺氧生物反应器（反硝化反应）→二沉池（沉淀处理）→出水。
一体化生物法通过将硝化反应和反硝化反应合为一体，利用生物脱氮除磷技术处理污水。
系统中含有好氧区和缺氧区，其中好氧区负责氨氮的硝化反应，缺氧区则利用添加碳源（如甲醇、乙醇等）提供的外源电子供体来进行反硝化反应。
通过控制好氧区和缺氧区的进水比例，可实现对污水中的氮和磷的高效去除。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》范文
《污水生物脱氮除磷工艺优化技术综述》篇一一、引言随着工业化的快速发展和城市化进程的加速，污水处理问题日益突出。
其中，氮、磷的去除是污水处理的重要环节。
污水生物脱氮除磷技术因其成本低、效率高、操作简便等优点，成为当前污水处理的主流技术之一。
然而，面对日益严格的环境排放标准和水质要求，传统的生物脱氮除磷工艺逐渐显露出其局限性。
因此，对污水生物脱氮除磷工艺进行优化，提高其处理效率和稳定性，成为当前研究的重点。
本文将对污水生物脱氮除磷工艺的优化技术进行综述。
二、污水生物脱氮技术概述污水生物脱氮主要通过硝化和反硝化两个过程实现。
硝化过程由亚硝化菌和硝化菌完成，将氨氮氧化为亚硝酸盐氮和硝酸盐氮；反硝化过程则是在缺氧条件下，由反硝化菌将硝酸盐氮还原为气态氮，从而达到脱氮的目的。
三、污水生物除磷技术概述污水生物除磷主要依靠聚磷菌在好氧条件下过度吸收磷酸盐，并在缺氧或厌氧条件下将其释放。
通过交替运行好氧和厌氧阶段，实现污水中磷的去除。
四、污水生物脱氮除磷工艺优化技术（一）工艺参数优化1. pH值控制：适宜的pH值有利于提高硝化、反硝化以及聚磷菌的活性，从而提高脱氮除磷效率。
2. 溶解氧（DO）控制：DO是影响硝化、反硝化过程的关键因素。
通过合理控制DO，可以平衡硝化和反硝化的反应速率，提高脱氮效率。
3. 污泥龄（SRT）与水力停留时间（HRT）优化：通过调整SRT和HRT，可以控制生物反应器的污泥产量和反应效率。
（二）新型生物反应器应用新型生物反应器如移动床生物膜反应器、组合式生物反应器等，具有高效、节能、操作简便等优点，能有效提高脱氮除磷效率。
（三）生物强化技术通过向反应器中投加具有特殊功能的微生物或酶，强化硝化、反硝化和聚磷菌的活性，提高脱氮除磷效率。
（四）组合工艺应用将物理、化学方法与生物法相结合，如采用化学沉淀与生物反应器联合处理，能有效提高污水处理效果。
五、结论与展望通过对污水生物脱氮除磷工艺的优化，如工艺参数优化、新型生物反应器应用、生物强化技术以及组合工艺应用等，可以显著提高污水处理效率和稳定性。
《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文
《城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加快，城市污水处理成为环境保护领域亟待解决的问题。
传统的污水处理方法虽然能够满足基本需求，但面对日益增长的城市人口和日益复杂的污水成分，传统的处理技术已经难以满足当前的环保要求。
因此，新型生物脱氮除磷技术的研究与进步对于改善水质、保护生态环境具有十分重要的意义。
本文旨在梳理近年来城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展。
二、生物脱氮技术研究（一）发展概况生物脱氮技术主要通过微生物的作用，将污水中的氮素转化为无害的氮气排放到大气中。
近年来，研究者们通过优化反应器设计、改进微生物菌群以及调控环境因素等手段，推动了生物脱氮技术的进步。
（二）技术分类目前，生物脱氮技术主要包括厌氧-好氧（A/O）工艺、同步硝化反硝化（SND）技术、短程硝化反硝化等。
这些技术通过不同的反应过程和微生物活动，实现了高效脱氮的效果。
（三）研究进展随着研究的深入，新型生物脱氮技术如微氧脱氮技术、基于膜生物反应器的脱氮技术等逐渐崭露头角。
这些技术不仅提高了脱氮效率，还降低了能耗和运行成本。
三、生物除磷技术研究（一）发展概况生物除磷技术主要通过微生物的代谢活动，将污水中的磷素去除或转化为易于回收的形态。
近年来，随着对微生物除磷机制的了解加深，除磷技术的效率也得到了显著提高。
（二）技术分类常见的生物除磷技术包括聚磷菌（PAOs）除磷工艺、厌氧-好氧（A/O）结合除磷等。
这些技术通过调控微生物的生长环境和代谢过程，实现了对污水中磷的高效去除。
（三）研究进展新型的生物除磷技术如基于微藻的除磷技术、电化学辅助生物除磷技术等逐渐成为研究热点。
这些技术不仅提高了除磷效率，还为后续的磷资源回收提供了可能。
四、新型生物脱氮除磷技术的优势与挑战（一）优势新型生物脱氮除磷技术相比传统技术，具有更高的处理效率、更低的能耗和运行成本。
同时，这些技术还能够实现对氮、磷等营养元素的回收利用，具有良好的经济和环境效益。
利用好氧和厌氧组合来进行生物脱氮和除磷的原理
利用好氧和厌氧组合来进行生物脱氮和除磷的原理生物脱氮和除磷是现代污水处理过程中常用的处理方法，利用好氧和厌氧组合来进行生物脱氮和除磷可以有效去除废水中的氮和磷，使得废水达到排放标准。
生物脱氮的原理是通过好氧和厌氧综合作用，将废水中的氨氮和硝态氮转化为氮气释放到大气中，从而达到去除氮的目的。
该过程分为两个阶段：厌氧阶段和好氧阶段。
在厌氧阶段，通过加入硝化抑制剂来抑制硝化菌的生长，同时利用厌氧条件下的反硝化菌将废水中的硝态氮还原成氮气。
反硝化菌利用废水中的有机物作为电子供体，将硝态氮还原成氮气，并释放到大气中。
在好氧阶段，通过加入缺氧条件下的硝化菌来将废水中的氨氮氧化为硝态氮。
硝化菌利用废水中的氨氮作为电子供体，同时吸收氧气，将氨氮氧化成亚硝态氮，再经过氧化反应转化为硝态氮。
硝化过程产生的亚硝酸会进一步被反硝化菌氧化为N2，释放到大气中。
除磷的原理是通过好氧条件下的磷菌将废水中的磷转化为细菌形成的磷酸盐，从而实现磷的去除。
除磷过程可分为生物吸附和矿化两个阶段。
在生物吸附阶段，废水中的有机物作为磷菌的营养源，磷菌在好氧条件下吸附废水中的磷成为细菌形成的有机磷，从而将磷去除。
在矿化阶段，废水中的磷经过好氧条件下的生物氧化反应，被磷菌转化为无机磷酸盐，并与废水中的钙、铝等金属离子结合形成不溶于水的磷酸钙或磷酸铝沉淀物。
这些沉淀物可以通过沉淀或过滤的方式去除。
好氧和厌氧组合的生物脱氮和除磷方法相辅相成，通过两者的配合可以实现高效去除废水中的氮和磷。
好氧和厌氧条件下的细菌互相依赖，在厌氧阶段，反硝化菌利用废水中的硝态氮作为电子供体进行反硝化作用，产生氮气；在好氧阶段，硝化菌利用废水中的氨氮作为电子供体进行硝化作用，产生硝态氮。
同时，在除磷过程中，磷菌在好氧条件下吸附废水中的磷，然后通过好氧条件下的生物氧化反应转化为无机磷酸盐，形成沉淀物。
通过好氧和厌氧组合的生物脱氮和除磷方法可以实现高效的废水处理，不仅能够去除废水中的氮和磷，还能够减少能源消耗和化学药剂的使用。
污水脱氮除磷技术介绍
污水脱氮除磷技术介绍污水脱氮除磷技术是指对污水中的氮、磷进行有效去除的技术。
磷和氮是污水中的主要污染物之一，如果不进行有效去除，会导致水体富营养化，引发藻类大量繁殖，影响水体的生态平衡。
因此，对污水中的氮、磷进行去除是保护水体环境的重要措施之一一、污水脱氮技术1.生物脱氮法：生物脱氮法是利用特定微生物将污水中的氨氮转化为氮气排放。
这种方法需要提供好氧和缺氧条件，通过调控曝气和停氧时间，使特定微生物发挥作用。
目前常用的生物脱氮方法有硝化-反硝化法和厌氧氨氧化-硝化法两种。
2.化学脱氮法：化学脱氮法是指通过加入化学药剂使污水中的氮污染物发生化学反应，将氮污染物转化为氮气排放。
常用的化学药剂有硫酸铁、硫酸铝等。
这种方法操作简单，但药剂投入量大，处理成本较高。
3.膜法脱氮：膜法脱氮是利用气液界面上的气流驱动气体分子穿透膜，并利用膜的选择性透过性，选择性去除污水中的氮气。
膜法脱氮技术通常包括反渗透法(RO)、气体渗透法(GO)、气体渗透双极渗透法(GPD)等。
二、污水除磷技术1.化学除磷法：化学除磷法是通过加入化学药剂与污水中的磷形成沉淀物，将磷从污水中去除。
常用的化学药剂有氢氧化钙(Ca(OH)2)、氢氧化铝(Al(OH)3)等。
这种方法操作简单，但药剂投入量大，处理成本较高。
2.生物除磷法：生物除磷法是通过调控好氧-缺氧情况下特定微生物的生长环境，促使其在缺氧条件下吸收和积累磷。
常用的生物除磷方法有反硝化除磷法、AO法、高效耐磷生物工艺等。
3.吸附除磷法：吸附除磷法是通过将特定材料引入污水中，利用材料对磷的吸附性能，将污水中的磷吸附到材料表面。
常用的吸附材料有Fe3O4、氧化铝、活性炭等。
4.膜法除磷:膜法除磷是利用膜的选择性透过性，选择性去除污水中的磷。
常见的膜法除磷技术有微滤膜法(MF)、超滤膜法(UF)、纳滤膜法(NF)、反渗透膜法(RO)等。
需要注意的是，不同的工业场所的污水特性各异，其处理过程、工艺选择也会有所不同。
生物脱氮除磷原理
生物脱氮除磷原理生物脱氮除磷原理生物脱氮和除磷是现代污水处理过程中的两个主要步骤。
这样做可以有效地降低污染物的排放，并促进水环境的恢复和保护。
这篇文章将介绍生物脱氮和除磷的原理，并分别进行详细的说明。
一、生物脱氮氮是生命所必需的元素之一，然而，过量的氮会导致水体富营养化，甚至造成水体死亡。
因此，在污水处理过程中，生物脱氮是一个重要的步骤，目的是减少氮的含量，保护水资源。
生物脱氮的原理是通过微生物代谢来降低污水中的氮含量。
具体来说，将含有氮化合物的污水引入生物反应器中，细菌依靠缺氧状态下的代谢产生能量来去除氮，将氨氮转化为氮气和硝酸盐。
这样可以有效地减少氮的含量，并且为其他生物链提供营养素。
二、除磷磷是植物生长所必需的元素之一，但是污水中过多的磷会导致水体富营养化，破坏水生态环境。
因此，除磷也是现代污水处理过程的一个重要步骤。
除磷的方法主要有化学沉淀方法和生物除磷方法。
其中，化学沉淀法是通过添加化学药剂，使磷离子与药剂中的金属离子反应，产生一种不溶性沉淀，在沉淀的过程中去除磷。
相对而言，生物除磷方法更为可持续。
生物除磷的原理是利用一些专门的微生物，按照一定的顺序和比例，对污水中的有机质和磷进行吸收和固定。
这些微生物可以根据磷的生物循环特点，利用有机质和磷的沉积结合，通过代谢来吸收和固定磷，使磷含量得到降低。
三、总结生物脱氮和除磷在现代污水处理中是必不可少的步骤。
通过生物反应器和微生物代谢的过程，这些步骤可以有效地降低含氮和含磷物质的含量。
这些污染物不仅会污染水体，还会间接影响人类健康和生态环境。
为了保护我们的水资源和生态环境，我们需要科学的污水处理方法，以消除污染物和保护我们的水体资源。
污水生物脱氮除磷的基本原理
污水生物脱氮除磷的基本原理
污水生物脱氮除磷是一种利用生物的代谢能力来降低污水中氮和磷的浓度的技术。
其基本原理是利用污水中的生物分解形成的氨氮，通过氨氧化、反硝化及硫酸还原这三个生物代谢过程，将氨氮转变成无害物质，并利用磷细菌将磷结合在污泥中，最终将氮和磷从污水中去除。
1、氨氧化过程
氨氧化过程是污水生物处理中脱氮的主要过程，也是把氨氮转变成无害物质的主要过程。
氨氧化的具体过程是把氨氮转变成氮气的过程，真正的氨氧化过程是由被称作氨氧化菌的细菌来承担的。
这些特殊的细菌需要降低水温、提高pH值和添加活性碳等外源物质的供给，才能进行氨氧化反应。
2、反硝化过程
反硝化过程是把亚硝酸氮转变成氮气的过程，它是生物处理中氮的最后一步转变过程，反硝化的最后产物是氮气，也就是说它是将氮从污水中最终去除出去的转变过程。
反硝化过程受反硝化菌的影响较大，反硝化菌属于好氧细菌，反硝化条件包括高氧化性、低温度、较高的pH值等。
3、硫酸还原过程
硫酸还原过程是通过硫酸还原菌将污水中的亚硝酸氮还原成氨氮的过程，它是把水中的氮含量降低的重要手段。
硫酸还原过程还可以与氨氧化过程相结合，从而提高去除氮的效率。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》范文
《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业的迅猛发展，大量生活污水和工业废水被排放到水环境中，造成了严重的环境问题。
为了有效减少污水对环境的危害，人们研发了多种污水处理技术。
其中，污水生物脱氮除磷工艺因具有较好的处理效果和较低的运行成本，得到了广泛的应用。
本文将就污水生物脱氮除磷工艺的现状及其发展进行详细探讨。
二、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 工艺概述污水生物脱氮除磷工艺是一种基于微生物作用，利用活性污泥法等生物处理技术，将污水中的氮、磷等营养元素去除的工艺。
该工艺主要利用微生物的代谢作用，将污水中的氮、磷转化为无害物质，从而达到净化水质的目的。
2. 国内外应用现状目前，国内外广泛应用的污水生物脱氮除磷工艺主要包括A/O法、A2/O法、氧化沟法等。
这些工艺在我国污水处理领域得到了广泛应用，特别是在城市污水处理厂和工业废水处理中。
此外，一些新型的生物脱氮除磷技术，如MBR（膜生物反应器）技术、超声波强化生物脱氮除磷技术等也在逐步推广应用。
三、工艺运行机制与原理污水生物脱氮除磷工艺主要依靠活性污泥中的微生物完成。
在反应过程中，微生物通过吸附、吸收、代谢等作用，将污水中的氮、磷等营养元素转化为无害物质。
具体来说，脱氮过程主要通过氨化、硝化和反硝化等步骤实现；除磷过程则主要通过聚磷菌的过量摄磷和释磷实现。
四、工艺发展及挑战1. 技术发展随着科技的不断进步，污水生物脱氮除磷工艺也在不断发展和完善。
新型的生物反应器、高效的微生物菌剂、智能化的控制系统等技术手段的应用，使得污水处理效率得到了显著提高。
同时，一些新型的污水处理理念和技术，如低碳、低能耗、资源化等也得到了广泛关注。
2. 面临的挑战尽管污水生物脱氮除磷工艺取得了显著的成果，但仍面临一些挑战。
如：如何进一步提高处理效率、降低运行成本；如何解决污泥处理与处置问题；如何应对复杂多变的水质等。
此外，一些新兴污染物（如微塑料、新型有机污染物等）也对传统污水处理技术提出了新的挑战。
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污水生物脱氮除磷新技术李芬芳1,龙睿2(1.长沙环境保护职业技术学院环境科学系,湖南长沙 4100042.湖南省环境监测中心站,湖南长沙 410004)摘要:概述了传统生物脱氮除磷原理,分析了传统生物脱氮除磷工艺的不足,并介绍了同时硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷等几种经济、高效的生物脱氮除磷新技术的原理和研究现状。
关键词:生物脱氮除磷;同时硝化反硝化;短程硝化反硝化;厌氧氨氧化;反硝化除磷 近年来,随着工业化和城市化程度的不断提高,合成洗涤剂、化肥和农药被广泛使用,大量氮、磷营养物进入水体,使水体富营养化日益严重,因此,越来越多的国家和地区开始制定日趋严格的污水排放标准,这就意味着对新建及已建污水处理厂提出了更高的要求。
因此研究和开发经济、高效的生物脱氮除磷技术成为当前研究的热点。
1 传统生物脱氮除磷技术1.1 传统生物脱氮除磷原理生物脱氮是在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为硝酸盐,再通过缺氧条件下的反硝化反应将硝酸盐还原成气态氮从水中去除。
生物除磷是在厌氧条件下吸收低分子物质,同时将贮存在细胞中的聚合磷酸盐中的磷通过水解而释放出来,提供必需的能量;而在随后的好氧条件下,将所吸收的有机物氧化并提供能量,同时从污水中过量吸收磷并以聚磷酸盐形式贮存在菌体内形成高磷污泥,通过剩余污泥的排放而达到较好的除磷效果。
1.2 传统脱氮除磷工艺存在的问题基于传统生物脱氮除磷原理发展的生物脱氮除磷工艺有A/O工艺,A2/O工艺,UCT工艺, MUCT工艺,V IP工艺,J HB工艺等。
T KN———总凯氏氮A/O工艺———厌氧/好氧工艺A2/O工艺———厌氧/缺氧/好氧工艺UCT、MUCT、V IP、J HB等工艺均为A2/O 的改良工艺。
这些工艺都是研究者们根据厌氧、缺氧、好氧等池子的排列数量及混合液循环和回流方式的变化开发出的一系列工艺。
此外,还有通过对曝气供氧的控制,在空间和时间上形成厌氧与缺氧环境的SBR(序批间歇式活性污泥法)工艺和氧化沟工艺。
这些工艺中存在多种问题,制约了工艺的高效性和稳定性。
1.2.1 微生物的混合培养目前的生物脱氮除磷工艺一般都采用单一污泥悬浮生长系统,在该系统中有多种差别较大的微生物,不同功能的微生物对营养物质和生长条件的要求都有很大的不同,要保证所有的微生物都达到最佳生长条件是不可能的,这就使得系统很难达到高效运行[1]。
1.2.2 泥龄问题由于硝化菌的世代期长,为获得良好的硝化效果,必须保证系统有较长的泥龄。
而聚磷菌世代期较短,且磷的去除是通过排除剩余污泥实现的,所以为了保证良好的除磷效果,系统必须短泥龄运行。
这就使得系统的运行,在脱氮和除磷的泥龄控制上存在矛盾。
1.2.3 碳源问题在脱氮除磷系统中,碳源主要消耗在释磷、反硝化和异养菌的正常代谢等方面。
其中,释磷和反硝化的反应速率与进水碳源中易降解的部分,尤其是挥发性有机脂肪酸的含量关系很大[2]。
一般说来,城市污水中所含的易降解的有机污染物是有限的,所以在生物脱氮除磷系统中,释磷和反硝化之间存在着因碳源不足而引发的竞争性矛盾。
1.2.4 回流污泥中的硝酸盐问题在整个系统中,聚磷菌、硝化细菌、反硝化细菌及其它多种微生物共同生长,并参与系统的循环运行。
常规工艺中,由于厌氧区在前,回流污泥不可避免地将一部分硝酸盐带入该区,一旦聚磷菌与硝酸盐接触,就导致聚磷效果下降。
这主要是由于反硝化细菌与聚磷菌对底物形成竞争,其脱氮作用造成碳源无法满足聚磷菌的充分释磷所致[3]。
近年来,同时硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、反硝化除磷等技术的发现和研究,为解决上述问题提供了有效的途径。
2 生物脱氮除磷新技术2.1 同时硝化反硝化技术传统脱氮理论认为,硝化反应在好氧条件下进行,而反硝化在厌氧条件下完成,两者不能在同一条件下进行。
然而,近几年许多研究者发现存在同时硝化反硝化(SND)现象,尤其是有氧条件下的反硝化现象确实存在于不同的生物处理系统中,如生物膜体系、SBR反应器。
SND具有以下优点:(1)能有效保持反应器中p H值稳定,减少碱量的投加;(2)减少传统反应器的容积,节省基建费用;(3)对于仅由一个反应池组成的序批式反应器来讲,SND能够缩短硝化、反硝化所需时间;(4)能节省曝气量,进一步降低能耗。
Christine Helmer等[4]研究生物膜体系时发现,当溶解氧浓度为1mg/L时,发生了同时硝化与反硝化,并且以NO-2为电子受体。
Elisabethv Munch等[5]研究指出,在SBR反应器中,当溶解氧浓度为0.5mg/L时,可发生完全的同时硝化反硝化。
Hisashi Satoh等[6]研究发现,在单污泥体系中,当O2浓度为10～35μM时,可发生同时硝化反硝化。
冯叶成等[7]在培养和富集硝化菌的基础上,在SBR反应器中通过控制溶解氧浓度,观察到同时硝化反硝化现象的存在,进水氨氮投加浓度为50mg/L和100mg/L的2个实验组,总氮分别有58.4%和62.6%损失,还根据试验结果推测SND 可能是某种自养菌在发挥作用。
张鹏等[8]研究得出:在溶解氧为0.3～0.8mg/L,p H值控制在7.5～8.0,温度为20～28℃时,完全混合系统确实发生了同时硝化与反硝化,在最佳运行条件下, CODcr和氨氮的去除率分别为88%和100%,总氮的去除率达70%。
2.2 短程硝化反硝化技术传统的硝化反硝化原理是:氨氮在亚硝化菌的作用下氧化生成NO-2,然后被硝化菌进一步氧化成NO-3,最后通过异养反硝化菌的作用将NO-3还原成N2。
而许多实验证明,可以按照氨氮-亚硝酸盐-氮气的过程实现短程硝化反硝化脱氮,即将氨氮氧化控制在亚硝化阶段,然后进行反硝化。
由于亚硝酸菌世代期比硝酸菌短,泥龄也短,缩短了硝化反应时间,从而减小反应器容积,节省基建投资。
该过程还可减少硝化中的产酸量,从而减少投碱量和污泥生成量,节省氧气、碳源和动力消耗。
Hyungseok Y oo等[9]对间歇曝气循环单污泥系统中的短程硝化与反硝化进行了研究,结果表明,溶解氧、p H值、温度、曝气时间长短等因素都影响短程硝化与反硝化。
高大文等[10]在SBR反应器中,以豆制品废水为研究对象,控制体系温度在31±0.5℃的条件下,实现了短程硝化反硝化,并指出曝气时间对硝化效果影响较大。
陈立伟等[11]对连续混合反应器中的短程硝化反硝化进行了研究,结果表明,当溶解氧浓度为0.85mg/L 时的亚硝化率为18.9%,远远大于溶解氧为2165mg/L时的1.13%,相应的污泥中亚硝化细菌与硝化细菌的数量比值由0.45提高到2.44。
李勇智等[12]采用SBR反应器对制药废水的短程硝化反硝化技术进行了研究,结果表明,在常温条件下,实现了低碳氮比制药废水的短程硝化反硝化,脱氮效率达99%以上,同时指出,实现短程硝化和反硝化的关键在于抑制硝酸菌的增长,从而使亚硝酸盐在硝化过程中得到稳定的积累。
SHARON工艺和CANON工艺是短程硝化反硝化原理的具体应用,两者均是荷兰Delft工业大学开发的脱氮新工艺。
SHARON工艺的核心是,应用硝酸菌和亚硝酸菌的不同生长速率,即在操作温度30～35℃的条件下,亚硝酸菌的生长速率明显高于硝酸菌的生长速率,亚硝酸菌的最小停留时间小于硝酸菌这一特性,通过控制系统的水力停留时间使其介于硝酸菌和亚硝酸菌最小停留时间之间,从而使亚硝酸菌具有较高的浓度而硝酸菌被自然淘汰,维持稳定的亚硝酸积累。
CANON工艺的原理是:亚硝酸菌能够在有氧条件下把氨氮转化成亚硝酸盐,厌氧氨氧化菌能够在无氧条件下把氨和亚硝酸盐转化成氮气,利用亚硝酸菌和厌氧氨氧化菌的协同作用把氨转化成氮气。
CANON工艺通过控制生物膜内溶解氧的浓度实现短程硝化反硝化,使生物膜内聚集的亚硝酸菌和厌氧氨氧化菌能同时生长,满足生物膜内一体化完全自养脱氮工艺实现的条件。
CANON工艺无需外源有机物质,能够在完全无机的条件下进行。
亚硝酸菌需要氧气,而厌氧氨氧化菌对氧气敏感,故CANON工艺必须在低氧环境中实施。
CANON工艺目前在世界上还处于研究阶段,没有真正应用到工程实践中。
2.3 厌氧氨氧化技术厌氧氨氧化技术的基本原理是,在厌氧状态下以NO-2、NO-3作为电子受体,将氨转化为氮气。
厌氧氨氧化是自养的微生物过程,不需投加有机物以维持反硝化,且污泥产率低,还可改善因硝化反应产酸、反硝化反应产碱而均需中和的情况,对控制化学试剂消耗,防止可能出现的二次污染具有重要意义。
厌氧氨氧化正在开发的工艺有ANAMMOX 和OLAND工艺两种。
ANAMMOX工艺的原理是,在厌氧条件下,以NO-2和NO-3作为电子受体,将氨转化为氮气。
该工艺适用于高氨废水和低COD/T KN废水的处理。
将该工艺与SHARON工艺结合,可形成一个新型的生物脱氮工艺。
联合的SHARON-ANAMMOX工艺具有耗氧少、污泥产量少、不需外加碳源等优点。
OLAND工艺的关键是,控制溶解氧,使硝化过程仅进行到N H+4氧化为NO-2阶段,由于缺乏电子受体,由N H+4氧化产生的NO-2氧化未反应的N H+4形成N2。
2.4 反硝化除磷技术近年来发现的一种兼性厌氧反硝化除磷细菌(DPB),可以在缺氧条件下利用硝酸盐作为电子受体,氧化细胞内贮存物,并从环境中摄磷,实现同时反硝化和过度摄磷。
与传统的好氧吸磷相比,在保证硝化效果的同时,系统对COD需求可减少50%,氧的消耗和污泥产量可分别下降30%和50%。
COD消耗的减少,一方面可为解决处理含高氨磷工业废水存在碳源不足的问题提供实际应用途径,另一方面剩余的COD还可用于生产甲烷。
Kuba等[13-16]对反硝化除磷技术进行了大量的研究。
他们对MUCT工艺型的污水处理厂进行研究后认为,污水处理过程确实发生了反硝化除磷,其中一个污水处理厂的活性污泥中30%～50%是聚磷菌,废水中50%的磷是通过反硝化除磷过程得以去除。
在另一个大规模的污水处理厂,他们还考察了p H值对DPB释磷量的影响,结果表明,厌氧状态释磷的适宜p H值为6.0～7.5。
实验还发现,反硝化除磷菌可在厌氧-缺氧的SBR反应器中得到富集,富集后在厌氧-缺氧-好氧的反应器中实现N、P的去除,O2对反硝化除磷无有害影响。
李勇智等[17-18]采用SBR反应器,研究了以硝酸盐作为电子受体的反硝化除磷过程,结果表明,反硝化除磷菌存在于传统的强化生物除磷体系中,通过厌氧/好氧交替运行方式,反硝化除磷菌在聚磷菌中的比例从13.3%上升到69.4%,稳定运行的厌氧/缺氧SBR反应器具有良好的强化生物除磷和反硝化脱氮性能,缺氧结束时,体系中磷浓度小于1mg/L,除磷效率大于89%。
袁林江等[19]采用人工合成废水在SBR 反应器中研究同时反硝化除磷的条件和影响因素。