短程硝化实现方法的研究进展
基于在线监测技术的短程硝化控制技术研究进展
河南科技Henan Science and Technology化工与材料工程总第818期第24期2023年12月收稿日期：2023-08-06作者简介：王艺涵（1999—），女，硕士生，研究方向：污水深度处理与资源化。
通信作者：吴朕君（1985—），男，博士，副教授，研究方向：污水深度处理与资源化。
基于在线监测技术的短程硝化控制技术研究进展王艺涵1姚远1吴朕君1,2（1.河南工业大学环境工程学院，河南郑州450001；2.河南鑫安利安全科技股份有限公司博士后科研工作站，河南郑州450001）摘要：【目的】目前污水处理中生物脱氮面临着高能耗、碳源需求量大的问题，短程硝化-反硝化技术是一种低能耗、高效率的脱氮工艺，但该工艺在处理低C/N 污水中的启动和稳定运行较难实现。
由于工艺稳定运行的关键是将硝化反应控制在亚硝态氮阶段，因此需要对溶解氧（DO ）、pH 和氧化还原电位（ORP ）与短程硝化脱氮过程的相关性进行研究。
【方法】对现有控制参数研究，对监测数据进行一阶导算法优化处理，对优化处理数据的可行性进行研究分析。
【结果】研究结果表明，利用包括pH 、DO 、ORP 等在线监测手段，通过一阶导优化处理数据，可实现短程硝化-反硝化SBR 的智能化运行。
【结论】研究结果可为短程硝化工艺的优化控制和稳定运行提供更加全面的参考和依据。
关键词：短程硝化；控制方法；在线监测；研究进展中图分类号：X5文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）24-0086-05DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.24.018Research Progress on Control Methods Based on On-Line Monitoringfor Short-Cut NitrificationWANG Yihan 1YAO Yuan 1WU Zhenjun 1，2(1.Henan University of Technology,School of Environmental Engineering,Zhengzhou 450001,China;2.Henan Xinanli Security Technology Co.,Ltd.,Post-Doctoral Workstation,Zhenghzou 450001,China)Abstract:[Purposes ]At present,biological nitrogen removal in wastewater treatment faces the problemsof high energy consumption and large demand for carbon sources.Short-range nitrification and denitrifi⁃cation technology is a nitrogen removal process with low energy consumption and high efficiency,but it is difficult to realize the start-up and stable operation of this process in the treatment of low C/N wastewa⁃ter.Since the key to the stable operation of the process is to control the nitrification reaction in the ni⁃trous nitrite stage,it is necessary to study the correlation between dissolved oxygen (DO),pH and REDOX potential (ORP)and the denitrification process.[Methods ]The existing control parameters were studied,the monitoring data was optimized by first-order guide algorithm,and the feasibility of the opti⁃mized data was analyzed.[Findings ]The results showed that the intelligent operation of short-range nitrification-denitrification SBR could be realized by using online monitoring means including pH,DO,ORP,and first-order guided optimization of data processing.[Conclusions ]The research results can pro⁃vide a more comprehensive reference and basis for the optimal control and stable operation of the short-range nitrification process.Keywords:short-cut nitrification;control methods;on-line monitoring;research progress0引言市政污水和工业废水中含有大量含氮污染物（氨氮、亚硝态氮和硝态氮），直接排放将造成水体氮污染，进而造成水体黑臭。
短程硝化反硝化的研究详解
短程硝化反硝化的研究进展摘要短程硝化反硝化技术主要用于处理高氨氮质量浓度和低C/N比的污水。
成功实现短程硝化反硝化技术的关键是将硝化反应控制并维持在亚硝酸盐阶段，不进行亚硝酸盐至硝酸盐的转化。
本文探讨了短程硝化反硝化的机理并对氨氧化菌的分子生物学研究进行了分析，同时探讨了A/SBR工艺的应用。
关键词短程硝化反硝化氨氧化菌A/SBR1 引言近年来，随着工业化和城市化进程的不断提高，大量氮、磷等营养物质进入水体，水体富营养化的现象日益严重，由于常规的活性污泥工艺硝化作用不完全，反硝化作用则几乎不发生，总氮的去除率仅在10%～30%之间，出水中还含有大量的氮和磷[1]。
因此，只有对常规的活性污泥法进行改进，加强其生物脱氮功能，才能解决日益突出的受纳水体“富营养化”问题。
目前，各城市污水处理厂均应用新的运行方法和控制策略进行脱氮除磷。
随着新的微生物处理技术的介入，污水处理设施的功效得到显著提高。
短程硝化反硝化技术对于处理这种污水在经济和技术上均具有较高的可行性。
短程硝化反硝化技术已成为脱氮领域研究的热点。
其研究内容主要集中在实现氨氧化菌在反应器的优势积累、构造适于氨氧化菌长期稳定生长并抑制亚硝酸氧化菌的最佳环境因素、优化过程控制模式实现持续稳定的短程硝化等。
2 短程硝化反硝化的机理生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程。
第一步是由氨氧化菌( ammonium oxidition bacteria，AOB) 将NH4-N氧化NO-2-N的亚硝化过程;第二步是由亚硝酸氧化菌( nitrite oxidition bacteria，NOB) 将NO-2-N氧化为NO-3-N的过程。
然后通过反硝化作用将产生的NO-3-N经由NO-2-N、NO或N2O转化为N2，NO-2-N 是硝化和反硝化两个过程的中间产物。
V oets等(1975)在处理高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程NO-2-N积累的现象，首次提出了短程硝化反硝化生物脱氮的概念[2]。
短程硝化反硝化技术研究进展
短程硝化反硝化技术研究进展短程硝化反硝化技术是一种能够高效去除废水中氨氮的技术，近年来在废水处理领域受到了广泛关注。
本文将对短程硝化反硝化技术的定义、原理、应用以及研究进展进行综述，并分析其存在的问题和未来发展方向。
一、短程硝化反硝化技术的定义与原理短程硝化反硝化技术是一种利用微生物将废水中的氨氮转化为硝酸盐，然后经过反硝化作用将硝酸盐还原为氮气的过程。
这一过程通常发生在同一容器或同一系统中，通过提高氨氮转化效率和减少氮素排放量来实现废水的高效处理。
短程硝化反硝化技术的原理主要基于厌氧颗粒污泥技术。
在一个薄膜生物反应器中，通过在厌氧区内添加适量的反硝化菌，并在硝化区内供氧，实现了氨氮的转化和去除。
在硝化区，氨氮被氧化为亚硝酸盐，然后通过膜壁进入反硝化区进行反硝化过程。
通过这种方式，可以在相对较短的距离内完成硝化和反硝化过程，提高氨氮的去除效率。
二、短程硝化反硝化技术的应用1. 市政废水处理：短程硝化反硝化技术可用于大型污水处理厂的废水处理过程中。
通过优化系统操作条件和生物反应器设计，可以高效去除废水中的氨氮，并减少对环境的负面影响。
2. 工业废水处理：短程硝化反硝化技术也可以应用于工业废水处理。
例如，在农业养殖行业中，废水中的氨氮是一种主要的污染物，使用短程硝化反硝化技术可以有效降低氨氮排放量，减少水体的污染。
三、短程硝化反硝化技术研究进展1. 进一步提高氨氮去除率：目前，研究人员正致力于优化短程硝化反硝化技术，进一步提高氨氮去除率。
一种方法是改进厌氧区内菌群的结构和功能，提高其对氨氮的吸附和转化能力。
另一种方法是优化氧化区内的条件，提高硝化菌对氨氮的氧化效率。
2. 深入研究硝化反硝化菌的特性：硝化反硝化菌是短程硝化反硝化技术中的关键微生物。
深入研究这些菌的特性和代谢途径，对于提高技术的应用效果和改进反应器性能具有重要意义。
一些研究表明，通过工程菌群，可提高菌群的氨氮转化效率。
3. 探索新型反应器设计和操作策略：新型反应器设计和操作策略是进一步发展短程硝化反硝化技术的关键。
生物膜法短程硝化反硝化研究进展
生物膜法短程硝化反硝化研究进展[摘要]本文主要列举了现阶段生物膜法短程硝化反硝化的研究，得出不同生物膜法短程硝化反硝化的影响因素和如何控制条件以实现稳定的短程硝化反硝化过程，以及对生物膜法短程硝化反硝化的研究进行展望。
[关键词]生物膜法；短程硝化反硝化；氨氧化菌；亚硝酸盐累积短程硝化反硝化技术以可以节省大约 25 %的耗氧量，大约40 %的反硝化碳源。
该技术具有污泥产率低特点，已经成为目前脱氮技术研究的焦点。
活性污泥法尤其是序批式反应器(SBR)的短程硝化反硝化技术已经挺成熟了，生物膜法短程硝化反硝化虽然没有活性污泥法的那么成熟，但也有一定的研究，而且有很大的研究空间。
1 短程硝化反硝化理论及其影响因素1.1 短程硝化反硝化原理硝化过程分为两个反应步骤，把废水中的游离氨转变成硝酸盐过程，第一个反应为在氨氧化菌的作用下将氨氮转变成亚硝酸盐的过程；第二个反应为亚硝酸氧化菌的作用下把亚硝酸盐转变成硝酸盐(NO-)的过程。
硝化过程必须为有氧环3境下反应的，氧气起着电子受体的作用，短程硝化反硝化技术为把硝化过程控制在亚硝化过程，实现亚硝酸盐的累积。
1.2 短程硝化的影响因素-积累的影响因素主要有温度、游离氨(FA)、pH、溶解氧浓度、抑制剂、NO2泥龄等。
详见表 1。
2 生物膜法原理及特点2.1 生物膜法原理生物膜反应器内的载体上分布着微生物，微生物与进入反应器的污水接触后，微生物吸收消化污水中的有机物来生长，繁殖，从而可以达到去除污水中的污染物。
因为微生物固定在反应器内，它不会和废水一起流出去，从而可以达到污泥的停留时间(SRT)与水力的停留时间(HRT)实现分离的情况。
这种情况并不能在活性污泥法中实现。
2.2 生物膜法特点生物膜法相比于活性污泥法，它具有如下特点[8]：(1)微生物种群的多样化，微生物种群食物链较长，可以达到较高单位面积处理能力；(2)功能微生物菌群进行分区域代谢，从而提高功能菌群对有机物的降解以及提高较难降解的污染物去除效率，从而可以增加脱氮除磷效率；(3)具有较高的对进水水量、水质变化适应性，增加生化处理工艺的冲击负荷；(4)产生的剩余污泥量较少，从而具有较低的污泥处置费用；(5)比较适用于浓度较低的污水处理；(6)容易维护，管理较为方便，能耗消耗较低。
生物膜法短程硝化反硝化研究进展
生物膜法短程硝化反硝化研究进展生物膜法(包括MOVABR、MBBR等)是一种通过在生物载体表面固定生物膜并利用膜内外不同的微环境来实现硝化反硝化的处理方式。
近年来，生物膜法短程硝化反硝化技术得到了广泛应用和研究，取得了一系列突破性进展。
本文将从以下四个方面介绍生物膜法短程硝化反硝化研究的最新进展。
首先，生物膜法短程硝化反硝化技术的应用范围得到了拓展。
最初，生物膜法主要应用于污水处理领域，但近年来已经开始在其他领域得到应用。
例如，一些研究者将生物膜法应用于海水淡化过程中的硝化反硝化处理，取得了良好的效果。
此外，生物膜法还可以应用于废气处理中的硝化反硝化过程，如生物燃料电池中NH3的处理等。
其次，生物膜的制备和固定技术有了明显的改进。
生物膜的制备和固定是生物膜法短程硝化反硝化的核心环节。
近年来，研究者们提出了一些新的方法来制备和固定生物膜。
例如，将载体表面改性为亲水性或疏水性，实现生物膜的快速形成和固定。
此外，还有研究者使用纳米材料等新材料来改善生物膜的稳定性和活性。
第三，生物膜法短程硝化反硝化的反应机理得到了进一步的研究。
生物膜法短程硝化反硝化是通过在生物载体表面固定生物膜来实现的。
近年来，研究者们通过对膜内外微环境的测量和观察，深入了解了硝化反硝化过程中的微生物行为和相互关系。
这些研究为优化和改进生物膜法提供了理论依据。
最后，生物膜法短程硝化反硝化技术与其他处理技术的结合也取得了一些突破。
生物膜法短程硝化反硝化技术与物理化学处理技术的结合，如曝气、精细筛选等，可以进一步提高硝化反硝化的效率和稳定性。
此外，还有研究者将生物膜法与其他硝化反硝化技术结合，如生物接触氧化法和低温硝化反硝化法等，取得了双重优势。
综上所述，生物膜法短程硝化反硝化技术在应用范围、生物膜制备和固定、反应机理以及与其他处理技术的结合等方面取得了一系列的研究进展。
然而，仍然存在一些挑战需要解决，如提高硝化反硝化的效率和稳定性、降低运行成本等。
短程硝化的实现_维持与过程控制的研究现状
短程硝化的实现、维持与过程控制的研究现状刘秀红1 王淑莹2 高大文1 杨 庆1 吴凡松1(1.哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨150090;2.北京工业大学北京市水质科学与水环境恢复工程重点实验室,北京100022)摘 要 短程生物脱氮技术目前倍受人们的关注,国内外学者对短程硝化提出了多种实现及维持的控制途径,但仍存在着一些问题。
由于活性污泥法中DO ,ORP ,pH 的变化规律从不同角度不同程度地反映了生物脱氮反应的进程,所以用它们作为控制参数就可以对生物脱氮反应进行过程控制。
在分析中,通过对国内外短程硝化控制途径的研究现状与发展趋势的分析和总结,针对目前在实现短程硝化及维持短程硝化各种途径中存在的问题,提出了通过在线检测DO ,pH ,ORP 来实现与维持短程硝化的新思路。
关键词 DO ORP pH 短程硝化2反硝化 过程控制On 2line monitoring of DO ,ORP and pH toachieve and maintain shortcut nitrification and denitrificationLiu X iuhong 1 Wang Shuying 2 G ao Dawen 1 Y ang Qing 1 Wu Fans ong 1(1.School of Municipal and Environmental Engineering ,Harbin Institute of T echnology ,Harbin 150090;2.K ey Laboratory of Beijing for W ater Quality Science and W ater EnvironmentalRecovery Engineering ,Beijing P olytechnic University ,Beijing 100022)Abstract Shortcut biological nitrogen 2rem oval processes are currently widely concerned.Many methods of achieveing shortcut nitrification 2denitrification are put forward ,but s ome problems still exist.The changes of DO ,ORP and pH during short 2cut nitrification and denitrification to s ome extend reflect the process of nitrification and denitrifi 2cation in the activated 2sludge process ,therefore DO ,ORP and pH can be used as the control parameters.In this paper ,the progress in the study of process control of short 2cut nitrification and denitrification at home and abroad in the recent years was reviewed and analyzed.In addition ,the idea of on 2line m onitoring DO ,ORP and pH to achieve and maintain shortcut nitrification and denitrification was introduced.K ey w ords DO ;ORP ;pH ;shortcut nitrification 2denitrification ;process control基金项目:国家自然科学基金重点项目(50138010);北京市自然科学基金资助项目(8022006);北京市重点实验室开放基金资助项目收稿日期:2003-11-12;修订日期:2004-01-04作者简介:刘秀红(1979～),女,硕士,主要从事污水生物处理的研究工作。
短程硝化反硝化速率
短程硝化反硝化速率短程硝化反硝化速率是污水处理过程中一个重要的生物反应过程，涉及到有机氮和氨氮的转化。
本文将从短程硝化反硝化的定义、影响因素、研究进展等方面进行阐述，以便读者更好地了解这一生物反应过程。
一、短程硝化反硝化的定义短程硝化反硝化是指在同一个反应器内，通过控制条件，使得硝化反应和反硝化反应同时进行的过程。
这个过程中，有机氮和氨氮在微生物的作用下转化为硝酸盐和氮气，从而实现废水中氮素的去除。
二、影响因素1.温度：短程硝化反硝化的速率受温度影响较大。
一般来说，高温条件下有利于硝化反应的进行，而低温条件下则有利于反硝化反应的进行。
因此，在污水处理过程中，需要根据实际情况控制反应器内的温度。
2.pH值：pH值也是影响短程硝化反硝化的重要因素。
硝化反应的最佳pH值范围为7.0-8.5，而反硝化反应的最佳pH值范围为6.0-7.0。
因此，在同一个反应器内实现短程硝化反硝化，需要控制pH值在适宜的范围内。
3.氧气浓度：氧气浓度对短程硝化反硝化也有重要影响。
在缺氧条件下，反硝化反应无法进行。
因此，在实现短程硝化反硝化的过程中，需要控制反应器内的氧气浓度。
4.碳源：碳源是反硝化反应的必要物质之一。
在缺少碳源的情况下，反硝化反应的速率会大大降低。
因此，在污水处理过程中，需要提供足够的碳源以支持短程硝化反硝化的进行。
三、研究进展近年来，随着人们对短程硝化反硝化研究的深入，越来越多的研究者开始关注如何提高这一过程的效率。
其中，通过优化反应条件、改变运行模式等方式来提高短程硝化反硝化的速率成为了研究的热点。
有研究表明，通过控制反应器的温度、pH值、氧气浓度等条件，可以显著提高短程硝化反硝化的速率。
例如，在适宜的温度和pH值条件下，通过提高氧气浓度可以促进硝化反应的进行；而在缺氧条件下，通过添加外部碳源可以加快反硝化反应的速率。
此外，一些新型的反应器也在研究中得到了广泛应用。
例如，膜生物反应器（MBR）可以通过膜的分离作用实现微生物的高效分离和富集，从而提高短程硝化反硝化的速率；而光生物反应器则可以利用光能进行反硝化反应，从而在降低碳源消耗的同时提高反硝化效率。
短程硝化-厌氧氨氧化一体化技术处理高氨氮废水研究进展
短程硝化-厌氧氨氧化一体化技术处理高氨氮废水适用范围本技术应用领域包括但不限于：食品加工废水、养殖废水、垃圾渗滤液（餐厨、焚烧、填埋场）；煤化工高氨氮废水、光伏废水、制药含氨氮废水、芯片制造含氨氮废水、石油化工废水；涉氨湿法冶金行业废水；线路板含铜蚀刻废液和退锡废水的处置企业废水；氧化铁红氨法制取业废水；高档超微细氢氧化镁、氧化镁氨法制取业废水；高档超微细氧化锌、氢氧化锌氨法制取业废水；涉氨作业的化工及制药生产企业废水；其它涉及使用液氨、氨水或铵盐的有高氨氮废水排放的生产企业废水的处理，尤其适用于较高氨氮浓度且较低碳氮比的废水。
成果简介短程硝化-厌氧氨氧化一体化技术在一个反应单元里实现厌氧氨氧化和短程硝化两个过程。
厌氧氨氧化的基本原理是在缺氧条件下，微生物直接以NH4+为电子供体，以NO2-为电子受体，将氨转化为氮气。
厌氧氨氮化一般前置短程硝化工艺，将废水中的一部分氨氮转化成亚硝酸盐。
池内主要进行以下反应：NH4++O2→NO2-（短程硝化）NO2-+NH4+→N2（主要反应）（厌氧氨氧化）技术效果工艺氨氮去除率95%以上，总氮去除率85%以上。
与传统生物脱氮工艺相比，空间需求减少50%，能耗减少60%，剩余污泥产生量减少70%；二氧化碳生成量与传统工艺相比减少90%，有助于温室气体的减排。
运营成本（1）建设成本：一次性投入费用：根据处理规模定，低于两级AO成本。
（2）吨水处理费用：3-5元/吨。
（3）后期维护费：维护成本低。
应用情况示范工程：1.河北玉峰集团厌氧氨氧化项目2.眉山市餐厨垃圾处理项目3.德昌巨星农牧4800方污水处理项目4.通辽煤化工处理项目5.河南某制药废水项目6.岳阳市某垃圾渗滤液项目7.金华某光伏废水项目。
市场前景全国各省落实《水污染防治行动计划》实施方案，提出将总氮作为水环境质量全面达标重点指标。
如果严格执行总氮指标或纳入总量控制指标，很多污水处理厂难以达标排放。
目前广泛采用的传统生物脱氮工艺是基于硝化反硝化，工艺复杂，能耗较大，必须投加有机碳源，成本较高，而且处理效率不稳定，总氮难以达标。
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酸氧化速率滞后于氨氧化速率。易导致亚硝酸盐 的积累。
ｐＨ值对亚硝化影响有２个方面：①ＡＯＢ和 ＮＯＢ生长最适宜的ｐＨ值不同，ＮＯＢ生长最佳ｐＨ 值为７．２—７．６，而ＡＯＢ的最佳ｐＨ值为７．９～８．２， Ｂａｌｍｅｌｌｅ等【５】认为，适合ＡＯＢ生长的最佳ｐＨ值为 ８．５，将ｐＨ值控制在ＡＯＢ适宜生长的范围抑制 ＮＯＢ从而实现亚硝酸盐的积累。②游离氨（ＦＡ）的 浓度受ｐＨ值的影响。一些研究认为亚硝酸盐生成 速率在ｐＨ值为８．Ｏ时达到最大。
指示反应结束．以此可控制亚硝酸盐的积累。ＯＵＲ
在反应器曝气过程中，典型的变化曲线如图２［勰１。
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图２曝气过程ＯＵＲ变化特征 Ｆｉ昏２ Ｃｈａｍｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ０ＵＲ ｉｎ ａｅｒａｔｉ∞ｐｒｏｃｅｓｓ
实时控制和单因子或多因子控制相比。对温度 和ＤＯ、ｐＨ值等反应条件要求比较宽松。高大文 发现采用实时控制实现的短程硝化反硝化效果比采 用固定时间控制运行的效果更佳．其硝化速率和反 硝化速率分别为传统ＳＢＲ运行方式的１．４０和１．８６ 倍：而且硝化和反硝化时间也更短，分别比传统 ＳＢＲ运行方式缩短了６０和２５ ｍｉｎ。尽管实时控制 存在诸多优点，但是它还存在诸多不足：在碱度过 量的条件下，ｐＨ值呈一直上升的趋势，不会出现 “氨谷”点；而当碱度不足时，硝化过程中，ｐＨ值 下降速率变小，“氨谷”点出现不明显；在实际处理 废水过程中，ｐＨ值曲线在硝化过程中会不断出现 上升下降的趋势。因此很容易造成对“氨谷”点的 误判。是将氧化过程控制在亚硝酸盐阶段。
防止亚硝酸盐的进一步氧化。在活性污泥法硝化过 程中，ｐＨ值曲线、ＤＯ曲线以及比耗氧速率 （ＯＵＲ）曲线中均存在特征点表征氨氮亚硝化的结 束．利用上述特征点进行实时控制可以得到良好的 短程硝化效果。在硝化过程中，三氮和ＤＯ、ｐＨ 值典型变化规律如图１所示［引。
时。由于可利用的基质全部被分解。微生物开始进
入内源呼吸阶段。由于内源呼吸的耗氧速率远小于
供氧速率，ＤＯ浓度突然上升，ＤＯ曲线中出现“折
点”。在这一刻及时停止曝气，可防止亚硝酸盐被
进一步氧化成硝酸盐。从而抑制ＮＯＢ的生长，然
后通过排泥逐渐将ＮＯＢ排除系统。使得ＡＯＢ生长
占据优势。从而实现亚硝酸盐的积累。表２列出了
Ｖ０１．４ｌ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．．２０１０
有机物降解完毕后．ＯＵＲ下降到最低点后开始上 升。这是因为受异养微生物抑制的硝化细菌开始恢 复活性。ＡＯＢ利用ＤＯ开始分解氨氮，随着氨氮 的降解和亚硝酸盐的积累，ＯＵＲ由上升变为下降， 当氨氮降解完毕后，亚硝酸盐积累到最大程度， ＯＵＲ曲线出现平台，在图２中Ａ点及时停止曝气， 可以很好地控制短程硝化。Ｔａｏ Ｂａｉ等㈣利用这一 特性很好地实现了两级混合床的短程硝化反硝化的 自动控制。
Ａｎｔｈｏｎｉｓｅｎ等【１０］研究发现ＦＡ对ＮＯＢ的抑制 质量浓度为０．１～１ ｍ∥Ｌ，对ＡＯＢ的抑制质量浓度 为１０—１５０ ｍ∥Ｌ。Ｈｙｎｅｎｓ等发现在废水中加入５
眦ｎｏ肌的氯酸钠可抑制亚硝酸盐氧化菌．但对
ＡＯＢ没有影响。Ａ．Ｍｏｓｑｕｅｒａ—Ｃｏｒｒａｌ［…发现和没有 ＮａＣｌ相比，在ＮａＣｌ的浓度为８５ ｍｍｏｌ／Ｌ时。亚硝 化率会增加３０％。支霞辉等【１２Ｊ的研究也发现ＮａＣｌ 的存在可以增加亚硝酸盐的积累。
Ｔａｂ．１
衄施燃剡
表１ 单因子或多因子控制方法的使用举例 Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｏｆ ｓｉｎ酣ｅ ｏｒ ｓｅｖｅｍｌ ｇｅｎｅｓ ｃｏｎｔｒＤｌ ｍｅｔｈｏｄ
控制因素
板 警／雌黜泥笋／黼
亚硝化启动 率／％ 时间
·１０·
万方数据
苏高强。彭永臻：短程硝化实现方法的研究进展
实现；使用ＤＯ作为控制因子，一般要将ＤＯ的质
短程硝化实现的方法不同，但最终目的都是通 过抑制ＮＯＢ的生长，逐渐将ＮＯＢ淘洗出去，使得 ＡＯＢ在反应器中占据优势…。 ２．１单因子或多因子控制方法
经过研究人们发现ＡＯＢ和ＮＯＢ在生理特性上
收稿日期：２００９一１２—０７；修回日期：２０ｌｏ—０４一０７
·９·
万方数据
ＩＮＤｕｓＴＲＩＡＬ ｗＡｌ＇ＥＲ＆ｗＡ淝ｗＡｒｒＥＲ
’Ｉ’ｂＬｂ．２
表２实时控制方法的使用举例
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｘａｍｐｌｅｓ ｏｆ ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｃｏｎｔＴ＿０ｌ ｍｅｔｈｏｄ
分段ＳＢＲ㈣城市污水１１．８—２５
氨谷
＞９５
使用该方法的一些研究。
ＰａＩｌｌｂｒｕｎ等【２ｌ】、Ｔａｏ Ｂａｉ等滔】发现在有机物和
氨氮降解结束时．ＯＵＲ变化曲线会出现２个特征点
ＳＵ Ｇａｏ—ｑｉａｎｇ，ＰＥＮＧ Ｙｏｎｇ—ｚｈｅｎ
（‰，，ｈ６０旭吖矿＆驴ｆ，ｌｇ加形蹴ｒ伽以毋Ｓｃ妇舵ｅ帆ｄ形妣ｒ跏ｆｒｏｎ脚砌ｆ如ｃ ｏｔＩｅ，ｙＥ嚼册ｅ一够＆驴垤‰如ｅ瑙盼
矿死ｃ＾肋姗ｙ’成分垤。ＪｏＤ，２ｔ吼ｉ砸）
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐ１．ｏｃｅｓｓ，ｓｈｏｒｔ—ｃｕｔ ｎｉｔ而矗ｃａｔｉｏｎ—ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｈ鹅ｍｏｒｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｈｏｗ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ｓａｉｄ ｐｒｏｃｅｓｓ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ａ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｈｏｔｐｏｔ．Ｔｈｒｅｅ ｗａｙｓ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｓｈｏｒｔ—ｃｕｔ ｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ—ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ：ｓｉｎ出ｅ ｏｒ∞ｖｅｒａｌ ｇｅｎｅｓ ｃｏｎｔｍｌ，ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ａｎｄ ｐｕｒｅ ｓｔｒａｉｎ ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｃｕｌｔｉＶａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ， ｍｅａｎｗｈｉｌｅ， ｔｌｌｅ ａｄｖａｎｔａｇｅｓ ａｎｄ ｄｉｓａｄＶａｎｔａｇｅｓ ｏｆ ｔｈｅｓｅ ｗａｙｓ ｗｅｒｅ ａｌｓｏ ｉｎｄｉｃａｔｅｄ．
尤勇军等㈣采用冷冻固定化硝化菌的办法，
表ｌ列出了一些使用单因子或多因子实现亚硝 化的方法，其中带★号的为主要的控制因素。
单因子或多因子控制方法是目前最广泛使用的 一种方法，它直接利用了ＡＯＢ和ＮＯＢ生理特性的 差异来实现控制。具有针对性强的特点。但该方法 存在诸多不足：使用温度作为单独的控制因子时， 要求温度必须大于２８℃，这在北方寒冷地区很难
ＡＯＢ和ＮＯＢ均为好氧菌．ＡＯＢ的氧饱和常数
为０．２—０．４ ｍ叽，而ＮＯＢ的氧饱和常数为１．２—
１．５ ｍ∥Ｌ，可知ＡＯＢ对氧具有较强的亲和力，通 过控制ＤＯ在较低的水平来抑制ＮＯＢ的生长。从 而实现亚硝酸盐的积累。Ｒｕｉｚ等…研究得出实现
ｍ以， 亚硝酸盐积累的ＤＯ质量浓度为０．７～１．４
最佳ＤＯ质量浓度为０．７ ｍ∥Ｌ。Ｔｏｋｕｔｏｍｉ【９］研究发 现，当硝化菌群在ＤＯ质量浓度为ｌ ｍ∥Ｌ的条件 下。ＡＯＢ的比增长速率是ＮＯＢ的２．６倍。一些研 究发现在缺氧环境变为好氧环境的过程中。亚硝
ＩＮＤｕｓＴＲＩＡＬｗＡＴＥＲ＆ｗＡ淝ｗＡＴＥＲ
工业用水与废水
Ｖ０１．４１ Ｎｏ．３ Ｊｕｎ．，２０１０
短程硝化实现方法的研究进展
苏高强．彭永臻
（北京工业大学水质科学与水环境恢复工程重点实验室，北京 １００１２４）
摘要：短程硝化反硝化工艺和传统的脱氮工艺相比，存在诸多优点，如何实现短程硝化成为当今学者的研究
△Ｇｏ＝一７００一—４８０ ｋＪ／ｍｏｌ［ＮＨ４＋］
（１）
２Ｎ０２－＋０２—２Ｎ０３＿
△Ｇｏ＝一１８０一一１３０ ｋＪ／Ｉｌ】帕ｌ［Ｎ０２－］
（２）
短程硝化只将反应进行到第一步。而从上述反 应可以看出亚硝态氮氧化为硝态氮的反应过程吉布 斯自由能小于Ｏ，因此在有ＮＯＢ存在的条件下亚 硝态氮很容易被转化为硝态氮。而在水体中两种菌 体通常都是同时存在的。因此不容易实现亚硝酸盐 的积累。实现短程硝化的方法有很多，总的来说可 归结为三类：单因子或多因子控制方法、实时控制 方法、纯菌分离与固定化方法。 ２短程硝化实现的方法
量浓度控制在１．０ ｍ以以下，这会导致氨氮氧化
速率降低，反应时间长等问题，而且低ＤＯ条件下
容易导致污泥膨胀；使用ｐＨ值和ＦＡ作为控制因 子时，由于要维持较高的ｐＨ值（ｐＨ＞８），这势必 会增加碱的投加量，增加运行费用。且如果ＮＯＢ 未被淘洗干净，经过长时间的驯化，ＮＯＢ会逐渐
适应环境，从而导致亚硝化系统崩溃。
该方法的机理是利用纯菌分离后富集培养的 ＡＯＢ固定化．从而维持反应器内菌群为纯ＡＯＢ或 以ＡＯＢ为主体．从而实现硝化出水中亚硝酸盐的 高比例。日本已出现了处理能力为１１ ３００ ｍ３／ｄ的 工业化装置。
戴昕【凹］采用ＰＶＡ一铝盐烘脱法微生物固定化技 术确定了短程硝化作用最适宜条件：温度为２８— ２９℃、ＤＯ的质量浓度为５．６ ｍｇ／Ｌ、ｐＨ值为７．６— ８．４、停留时间为８ ｈ。在此条件下进行序批式操 作。亚硝酸盐的积累率高到９７．８％。
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｈｏｒｔ—ｃｕｔ ＩＩｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ ｄｅｎｉｔｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ；ｒｅａｌ—ｔｉｍｅ ｃｏｎｔｒ０１
１９７５年，Ｖｏｅｔｓ等发现了硝化过程中亚硝酸盐
积累的现象，首先提出了短程硝化反硝化的概念。
短程硝化反硝化工艺和传统的脱氮工艺相比。可减
少２５％的曝气量。节约４０％的碳源，缩短反应时
间，减少污泥产量，缩小占地面积，节省运行费用
等众多优点［¨。短程硝化反硝化工艺中如何使亚硝
酸盐积累实现并得到稳定成为人们研究的热点。 ｌ短程硝化的过程
硝化过程由两种菌体完成．首先氨氧化细菌
（ＡＯＢ）将氨氮氧化成亚硝态氮，然后亚硝态氮在