生物脫氮工藝

生物法脫氮的原理是以脫氮微生物的生物活性作為脫氮主體，需要在各種脫氮微生物的共同作用下，通過硝化、反硝化等反應(yīng)，將氨氮廢水中的氨氮轉(zhuǎn)化為二氧化碳、氮氣和水。

生物法處理氨氮廢水的方法較多，處理過程復(fù)雜，控制難點多，比較常見的方法有傳統(tǒng)硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化溝和SBR。

一、反硝化生物脫氮

早在1975年Voet就發(fā)現(xiàn)在硝化過程中HNO2積累的現(xiàn)象并提出了短程硝化—反硝化生物脫氮（Shortcut nitrification —denitrification）也可稱為不完全或稱簡捷硝化—反硝化生物脫氮，隨后國內(nèi)外許多學(xué)者對此進行了試驗研究。短程硝化反硝化是指NH3--N生成亞硝酸根，不再生產(chǎn)硝酸根；而由亞硝酸根直接生成N2。

二、生物硝化反應(yīng)影響因素

①溫度：生物硝化反應(yīng)在4～45°C內(nèi)均可進行，適宜溫度為20～35°C，一般低于15°C硝化速率降低低溫對硝化產(chǎn)物及兩類硝化菌活性影響也不同。

②pH：隨著硝化反應(yīng)的進行，硝化過程產(chǎn)生的酸使廢水pH不斷下降。

③NH3濃度與氮負(fù)荷：廢水中氨隨pH不同分別以分子態(tài)和離子態(tài)形式存在。

④DO：亞硝酸菌和硝酸菌均是對好氧菌在生物膜和活性污泥反應(yīng)器中，當(dāng)膜的厚度和污泥顆粒的尺度較大時形成氧擴散梯度。

⑤有害物質(zhì)：硝化菌對環(huán)境較為敏感。廢水中酚、氰及重金屬離子等有害物質(zhì)對硝化過程有明顯抑制作用。

⑥泥齡：亞硝酸菌的世代較硝酸菌短在懸浮處理系統(tǒng)中若泥齡介于硝酸菌和亞硝酸菌的很小停留時間系統(tǒng)中的硝酸菌會逐漸被淘汰。

三、生物脫氮優(yōu)點及原理

生物法的優(yōu)點是：可去除多種含氮化合物，對氨氮可以徹底降解，總氨氮去除率可達95%以上，二次污染小且運行費用低。

環(huán)保：生物脫氮工藝不需要添加任何化學(xué)藥劑，不會產(chǎn)生二次污染，對環(huán)境沒有負(fù)面影響。

高效：生物脫氮工藝可以達到較高的脫氮效率，對氮污染治理效果非常。

經(jīng)濟：生物脫氮工藝不需要大量投入，運行成本低，對于農(nóng)業(yè)、工業(yè)和城市污水處理等領(lǐng)域都具有實用性。

四、A/O生物脫氮工藝

A/O 生物脫氮工藝如圖所示，該工藝將缺氧段置于系統(tǒng)前端，其發(fā)生反硝化反應(yīng)產(chǎn)生的堿度能夠少量補充硝化反應(yīng)之需。另外，缺氧池中反硝化反應(yīng)利用原廢水中的有機物為碳源可以減少補充碳源的投加甚至不加。通過內(nèi)循環(huán)將硝化反應(yīng)產(chǎn)生的硝態(tài)氮轉(zhuǎn)移到缺氧池進行反硝化反應(yīng)，硝態(tài)氮中氧作為電子受體，供給反硝化菌的呼吸作用和生命活動，并完成脫氮工序。

在 A/O 生物脫氮工藝中，硝化液回流比對系統(tǒng)的脫氮效果影響很大。若回流比控制過低，則無法提供充足的硝態(tài)氮進行反應(yīng)，使硝化作用不完全，進而影響脫氮效果；若控制過高，則導(dǎo)致硝化液與反硝化菌接觸時間減短，從而降低脫氮效率。因此，在實際的運行過程中需要控制適當(dāng)?shù)南趸夯亓鞅?，使系統(tǒng)脫氮效果達到很佳水平。

在生物脫氮研究與應(yīng)用的歷史長河中，人們?yōu)榱颂骄课⑸锞烤故侨绾螌⑺械牡D(zhuǎn)化為氣態(tài)，提出了全程硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化反硝化、同步硝化反硝化等理論，然而，個人認(rèn)為，生物脫氮，條條大路通羅馬，全程硝化反硝化已經(jīng)是水處理中主要污染物去除較為復(fù)雜的工藝，但短程硝化反硝化、厭氧氨氧化反硝化、同步硝化反硝化等這些看起來似乎優(yōu)于全程硝化反硝化的理論，在實際工程中應(yīng)用的難度比全程硝化反硝化高得多。一清環(huán)保也一直在從事水處理行業(yè)的研究與開發(fā)，希望為環(huán)境保護事業(yè)做出更大的貢獻！

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