生物脱氮除磷新工艺及发展趋势.doc

1 生物脱氮除磷新工艺及发展趋势摘要: 环境污染和水体富营养化问题的尖锐化迫使越来越多的国家和地区制定严格的氮磷排放标准, 这也使污水脱氮除磷技术一度成为污水处理领域的热点和难点。因此,研究和开发高效、经济的生物脱氮除磷工艺成为当前城市污水处理技术研究的热点。关键词:生物脱氮除磷环境污染和水体富营养化问题的尖锐化迫使越来越多的国家和地区制定严格的氮磷排放标准, 这也使污水脱氮除磷技术一度成为污水处理领域的热点和难点。因此, 研究和开发高效、经济的生物脱氮除磷工艺成为当前城市污水处理技术研究的热点。 1 生物脱氮新技术 2 污水生物脱氮的基本原理是:在好氧条件下通过硝化反应先将氨氮氧化为***盐, 再通过缺氧条件下的反硝化反应将***盐异化还原成气态氮从水中去除。由此而发展起来的生物脱氮工艺大多将缺氧区和好氧区分开, 形成分级硝化反硝化工艺,以便硝化与反硝化能够独立进行。近年来,一些研究者在研究中陆续观察到一些超出传统生物脱氮理论的新现象。比如将好氧硝化过程控制在亚***盐阶段, 然后在缺氧条件下直接反硝化的亚***型生物脱氮; 在一定的条件下, 硝化和反硝化可以在同一个反应器内同时完成; 异养硝化以及厌氧氨氧化等。这些现象可以从微环境理论和生物学角度进行解释。微环境理论主要从物理学角度研究活性污泥和生物膜的微环境中各种物质(如 DO 、有机物、 NO3--N 和 NO2--N 等) 传递的变化、各类微生物的代谢活动及其相互作用, 从而导致的微环境中物理、化学和生物条件或状态的改变。在宏观环境中微好氧状态时, 由于氧扩散的限制, 微生物絮体内产生了溶解氧梯度, 也就形成了不同的微环境。生物学角度的解释不同于传统理论, 微生物学家发现了异养硝化菌和好氧反硝化菌, 它们甚至可在完全厌氧的条件下发生硝化作用。有些好氧反硝化菌同时也是异养型硝化菌, 它们能够在好氧条件下直接将氨转化为最终的气态产物。以上这些现象的发现为研究者研究新的生物脱 3 氮理论和开发新的生物脱氮工艺指引了方向, 使他们不断开发出了许多新型脱氮工艺。如: SND( 同时硝化反硝化工艺)、 SHARON(Single reactor high activity ammonia removal over nitrite ,亚硝化反应器) 工艺、 OLAND(Oxygen-limited autotrophic nitrification-denitrification ,氧限制自氧硝化—反硝化) 工艺、厌氧氨氧化工艺以及短程硝化- 厌氧氨氧化组合工艺等。 1985 年, Rittmann 等在工业规模的氧化沟中成功地实现了同时硝化和反硝化, 并通过实验证实了反硝化反应可在絮体内部缺氧区连续进行。通过控制 DO 浓度可实现在同一反应器内的 SND , 后来的 Daigger 、 Rit-tmann 以及国内的高廷耀、吕锡武等都对 SND 进行了大量的研究工作。近年来国内外有不少实验和报道都证明了 SND 现象,尤其是在有氧条件下的反硝化现象确实存在于各种不同的生物处理系统, 如生物转盘、 SBR 、氧化沟、 CAST 等, 但对 SND 的机理及工程应用的可行性尚有待进一步的研究和开发。 OLAND 工艺是由比利时 GENT 微生物生态实验室开发的。该工艺的技术关键是控制溶解氧浓度, 使硝化过程仅进行到