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                低CN比废水生物脱氮技术的发展及应用!

                2022-01-26 15:50:27

                近年来,生物脱氮领域开发了许多新工艺,主要有:同步硝化反硝化;短程硝化反硝化;厌氧氨氧化和全程自养脱氮。


                1、同步硝化反硝化(SND)


                自20世纪80年代以来, 研究人员在一些没有明显缺氧及厌氧段的活性污泥法工艺中, 曾多次观察到氮的非同化损失现象, 即存在有氧情况下的反硝化反应、低氧情况下的硝化反应。在这些处理系统中,硝化和反硝化往往发生在相同的条件下或同一处理空间内, 这种现象被称作同步硝化反硝化(SND),亦有研究人员将这种现象中的反硝化过『程称之为好氧反硝化。


                脱氮


                工艺微生物学家在纯种培养的研究中发现,硝化细菌和反硝化细菌有非常复杂的生理多样性,如:Roberton和Lloyd等证明许多反硝化细菌在好氧条件下能进行反硝化;Castingnetti证明许多异养菌能进行硝化。这些新发现使得同时硝化反硝化成为可能,并奠定了SND生物脱氮的理论基础。硝化与反硝化的反应动力学平衡控制是同步硝化反硝化技术的关键。


                在该工艺中,硝化与反硝化反应在同一个构筑物中同时进行,与传统的工艺相比具有明显的优越性:(1)节省反应器体积和构筑物占地面积,减少投资;(2)可在一定程度上避免NO2-氧化成NO3-再还原成NO2-这两步多余的反应,从而可缩短反应时间,还可节省DO和有机碳;(3)反硝化反应产生的碱度可以弥补硝化反应碱度的消耗,简化pH调节,减少运行费用。MBBR工艺是同步硝化反硝化的典型工艺。


                MBBR工艺原理是通过向反应器中投加一定数量的悬浮【载体,提高反应器中的生物量及生物种类,从而提高反应器的处理效率。由于填料密度接近于水,所以在曝气的时候,与水呈完全混合状态,微生物生长的环◤境为气、液、固三相。载体在水中的碰撞和剪切作用,使空气气泡更加细小,增加了氧气的利用率。另外,每个载体内外均具有不同的生物种类,内部生长一些厌氧■菌或兼氧菌,外部为好养菌,这样每个载体都为一个微型反应器,使硝化反应和反硝化反应同时存在,从而提高了处理效果。


                2、短程硝化-反硝化(SHARON)


                1975年,Voets等发现了硝化过程中亚硝酸盐积累的现象,并首次提出了短程硝化反硝化生物脱氮的概念。1986年Sutherson等证实了其可行性,国内外研究表明,与传统的硝化反硝化相比,短程硝化反硝化具有可减少25%左右的需氧量,降低能耗;节省反硝化阶段所需要的有机碳源,降低了运行费用;缩短HRT,减少反应器体积和占地面积;降低了污泥产量;硝化产生的酸度可部分地由反硝化产生的碱度中和。


                因此,对许多低C/N比废水,目前比较有代表性的工艺有亚硝酸菌与固定化微生物单级生物脱氮工艺,单一反应器通过亚硝酸盐去除氨氮(SHARON)工艺。


                SHARON工艺是由荷兰Delft技术大学开发的一种新型脱氮工艺,其基本█原理是在同一个反应器内,在有氧条件下,利用氨氧◣化菌将氨氮氧化成亚硝态氮,然后在缺氧条件下,以有机物为电子供体,将亚硝态氮反硝化≡成N2。将氨氧化控制在亚硝化阶段是该工艺的关键。


                SHARON工艺的成功在于:


                (1)利用了温度这一重要因素,提高了亚硝酸细菌的竞争能力;


                (2)利用完全混合反应器在无污泥回流条件下污泥停留时间(SRT)与水力停留时间(HRT)的同一性,控制HRT大于亚硝酸细菌的世代时间,小于硝酸细№菌的世代时间,实现硝酸细菌的“淘洗”,使反应器内主要为亚硝酸细菌;


                (3)控制较高的pH值,不仅抑制了硝酸细菌,也消除了游离亚硝酸(FNA)对亚硝酸细菌的抑制。


                1998年在荷兰已有此类污水处理厂投入运行。


                尽管SHARON工艺按有氧/缺氧的间歇运行方式取得了较好的效果,但不能确保出水氨氮的浓度很低。该工艺更适于对较高浓度的含氨氮废水的预处理或旁路处理。


                本文网址:/wa0j2q/news/474.html

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