同步硝化反硝化

1、同步硝化反硝化的出路，究竟在何方？ 古語(yǔ)云：殊途同歸。對(duì)于污水脫氮來(lái)說(shuō)，亦是如此。處理方法并不是 只有一種。 方法一：依照傳統(tǒng)生物脫氮理論，在脫氮過(guò)程中需要經(jīng)過(guò)硝化和反硝 化兩個(gè)過(guò)程，最終將氨氮轉(zhuǎn)化為氮?dú)舛鉀Q污水處理脫氮問(wèn)題。生物 脫氮原理如下：硝化作用是在亞硝酸菌作用下將氨氮轉(zhuǎn)化為 NO2-N， 然后硝酸菌將no2-n轉(zhuǎn)化為no3-n。反硝化作用是指在厭氧或缺氧情 況下將no3-n轉(zhuǎn)化為no2-n，并最終將no2-n轉(zhuǎn)化為n2 方法二：然而，近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外的不少研究和報(bào)告證明存在著同步硝 化反硝化現(xiàn)象。同步硝化反硝化又稱短程硝化反硝化。是指在同一反 應(yīng)器內(nèi)同步進(jìn)行硝化反應(yīng)和反硝化反應(yīng)。這樣

2、的反應(yīng)中，反硝化可以 直接利用硝化作用轉(zhuǎn)化的 No2-N 進(jìn)行反應(yīng)，而不必將氨氮轉(zhuǎn)化為 NO3-N，可以減少能源的消耗，以及對(duì)氧的需求。條條道路通羅馬，那么總有一條是最合適的吧？那么，相對(duì)于傳統(tǒng)脫 氮反應(yīng)來(lái)說(shuō)，同步硝化反硝化又具有什么樣的優(yōu)勢(shì)呢？ 根據(jù)化學(xué)計(jì)量學(xué)統(tǒng)計(jì)，與傳統(tǒng)硝化反硝化脫氮反應(yīng)相比，同步硝化反 硝化具有以下優(yōu)勢(shì)：在硝化階段可以減少 25%左右的需氧量，減少對(duì)曝氣的需求，就 是減少能耗；在反硝化階段減少了 40%的有機(jī)碳源，降低了運(yùn)行費(fèi)用；No2-N 的反硝化速率比 No3-N 的反硝化速率高 63%左右；減少 50%左右污泥；5. 反應(yīng)器容積可以減少 30%-40%左右；6.反硝

3、化產(chǎn)生的OH-可以原地中合硝化作用產(chǎn)生的H+,能有效保持 反應(yīng)容器內(nèi)的 PH。（以上數(shù)據(jù)出自論文：同步硝化反硝化脫氮機(jī)理分析及影響因素研 究）既然有這么多的優(yōu)勢(shì)，那么為什么同步硝化反硝化工藝一直沒(méi)能得到 推廣呢？這個(gè)，就要用一句古語(yǔ)來(lái)解釋了：禍兮，福之所倚，福兮， 禍之所伏。也就是說(shuō)，有利就有弊。同步硝化反硝化工藝進(jìn)入人們的視線以來(lái)，科學(xué)家以及相關(guān)的研究人 員在上面傾注了大量的精力進(jìn)行研究，對(duì)影響同步硝化反硝化反應(yīng)的 因素有了詳細(xì)的了解。同步硝化反硝化的影響因素總結(jié)如下：溶解氧（DO）控制系統(tǒng)中溶解氧，對(duì)獲得高效的同步硝化反硝化具有極其重要的意 義。對(duì)于實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化來(lái)說(shuō)，DO濃度不宜太高

4、，一方面，過(guò) 高的溶解氧具有較強(qiáng)的穿透力，就無(wú)法在污泥絮體以及生物膜內(nèi)部形 成缺氧區(qū)，第二方面，會(huì)使異養(yǎng)好氧菌活性提高，從而加速對(duì)有機(jī)物 的消耗，最終造成反硝化因營(yíng)養(yǎng)源不足而無(wú)法完成。研究表明，溶解 氧濃度在0.5mg/L時(shí)，硝化速率等于反硝化速率，溫度生物硝化適宜的溫度在20到35C, 般溫度低于15C硝化反應(yīng)速度 降低，但低溫對(duì)硝化產(chǎn)物以及兩種硝酸菌的影響不同，12到14C活 性污泥中硝酸菌的活性受到嚴(yán)重抑制，出現(xiàn)no2-n的積累。當(dāng)溫度超 過(guò)30C，又會(huì)出現(xiàn)NO2-N積累。由此得到，硝酸菌和亞硝酸菌最適 溫度不同，可以通過(guò)控制溫度，達(dá)到抑制硝化菌的目的。但是眾多研 究得到的最適溫度，卻并

5、不相同。絮體結(jié)構(gòu) 絮體結(jié)構(gòu)是指活性污泥顆粒大小、密實(shí)程度、顆粒濃度等方面的特征， 這些特征直接影響污泥內(nèi)部好氧區(qū)以及厭氧區(qū)的比例大小，進(jìn)而影響 絮體內(nèi)部物質(zhì)的傳遞效果和維生物對(duì)溶解氧及底物獲取的難易程度。 只有活性污泥顆粒大小，密實(shí)程度，和濃度大小適中時(shí)，才能保證溶 解氧和有機(jī)碳源在絮體內(nèi)部分布均勻，有利于實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化。污泥齡 亞硝酸菌的世代時(shí)間比硝酸菌的世代時(shí)間短，而且增長(zhǎng)速率更快。氨 氮的硝化速率比 NO2-N 的氧化速率快，因此，為了獲得更好的 NO2-N 的積累，有利于同步硝化反硝化的進(jìn)行，可以縮短污泥停留時(shí)間?？?制 SRT 在硝酸菌和亞硝酸菌最小世代時(shí)間之間，可以提高同步硝化

6、反 硝化的可能性。有機(jī)碳源 由于缺氧好氧環(huán)境一體化以及硝化反硝化同步進(jìn)行，因此，有機(jī)碳源 的量對(duì)反應(yīng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。碳氮比低，無(wú)法滿足反硝化的需要，碳氮 比過(guò)高，又會(huì)影響硝化作用，不利于硝化作用的進(jìn)行。研究表明：在同步硝化反硝化中，C:N:P最佳比例范圍是（60-140）： 5:1。使得氨 氮降解率在99.5%的有機(jī)碳源濃度區(qū)間是400mg/L-1000mg/L。PH 值硝化菌對(duì) PH 很敏感，最適的 PH 范圍是 8.0-8.4，對(duì)反硝化最適的 PH 是 6.5-7.5，考慮硝化反硝化堿度消耗和產(chǎn)生的互補(bǔ)性，同步硝化反 硝化的最適 PH 值應(yīng)該在 7.5 附近。此外，同步硝化反硝化還有以下方面需要做進(jìn)一步的探究： 1、由于同步硝化反硝化形成原因復(fù)雜，需要對(duì)其機(jī)理進(jìn)一步研究， 尤其是微生物學(xué)研究。另外，最好建立一個(gè)同步硝化反硝化的硝化和 反硝化動(dòng)力學(xué)模型