生物脱氮新工艺研究进展
高效能污水生物脱氮除磷工艺的研究进展
０ 引 言
从 ２ Ｏ世 纪 ６ ０年代 开 始 ，水 体 的 富 营养 化 问 题 日趋 严 重 ， 围波及 整 个 世 界 。尽 管 污染 物 的排 范 放 标 准越 来 越 严 格 ， 水 体 污 染 的形 势 依 然 严 峻 ， 但
２１ 年 １ ０２ 月第 １ 期
城 市道 桥 与 防 洪
Hale Waihona Puke 防洪排水 ６ １高效 能 污水 生物脱 氮 除磷 工艺 的研 究进 展
芮旭 东 ， 汪宏 渭 ， 志康 刘
（ 杭州 市七格 污水 处理 厂工程 建设 指挥 部 ， 浙江杭 州 ３０ ０ １０ ５）
摘
要： 在水 环境 污 染和 水体 富 营养 化 的问题 日益 严重 ，国 内外对 氮 、 磷排 放 的限 制标 准越来 越 严格 的背 景 下 ， 为更 好地 解
污水脱氮 除磷技术 的研发 和工程应用 至今 仍是 国 内外 关 注 的 热点 和 难 点 。Ａ ／ （ 氧 ／ ２ 厌 Ｏ 缺氧 ／ 氧 ） 好 工 艺 是 技 术 成 熟 、 用 范 围广 泛 的脱 氮 除 磷 工 艺 ， 应 取 得 良好 的 环境 效 益 。 然 而 ， ２ 工 艺 在 脱 氮 和 除 磷 的 机 理 上 存 在 Ａ／ ０ 着 一 定 的相 互 制 约 ， 回流 污 泥 中 的硝 酸 盐 、 泥 龄 污 及 进 水 碳 源 是 平 衡 脱 氮 与 除磷 效 率 的 重 要 因 素 。 为此 ，研 发 经 济 高效 的脱 氮 除磷 新 工 艺 技 术 成 为 重 点 方 向 。本 文 所 述 的高 效 能 脱 氮 除 磷 工 艺 技 术 指 的是 在 同一 反 应 器 中 同时 发 生 ２种 及 以上 不 同 类 型的生化反应 。它们在兼具脱氮除磷功 能的同 时 ， 有 减 少 反 应 器 体 积 、 效 利 用 碳 源 ， 约 能 具 有 节 源等优势 ， 符合节能减排和可持续发展的理念 。
捷径生物脱氮的研究进展
显然， 与传统生物技术相比， 捷径生物脱氮具有如下优 � � 最大。有的学者得出在 H 值 6.05 8.18 的条件下， ［ 3］ 点： （ 1） 硝化阶段可减少 25% 左右的需氧量， 降低了能 能够发 生 NO 2 - - N 积 累 。 上海 交通 大 学的 杨 虹
［5 ］ 耗； （2） 反硝化阶段可减少 4 0% 左右的有机碳源， 降低 � 等 发现以 NH 4 + - N 溶液为基质， 控制 H 值 8.0 左 了运行费用； （ 3） 反应时间缩短， 反应容器可减少 30% 右较适合全程自养氨氮过程进行， 脱氮率基本在 55%
［1 ］ ［ 2］
亚硝酸菌是绝对好 氧菌， 溶解氧是控制亚 硝酸盐 积累的关键参数之一。溶解氧浓度不能太高， 太 高会 使亚硝酸盐氧 化， 不 利于亚硝 酸盐积累， 但也 不能 太
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， 或者至少不能
。于德爽等 通过生活污水的 BR 法短 低， 太低会造成供氧不足， 不利于亚硝酸盐的生成。一 � � 般认为至少应使 DO 在 0.5 /L 以上时才能很好地进 程硝化反硝化试验发现， 当温度为 20 30 时控制 进水的 H 值可造成硝化过程中亚硝态氮的积累， 且平
2
- N 积累。另外， 氨氮负荷过高时， 在系统运行初期有 利于繁殖较快的亚硝酸菌增长， 出现 NO
2
点所在。影响 NO
- N 积累的主要因索有温度、 H 、
- N 积累。
游离氨 （ FA ） 、 溶解氧 （D O ） 、 有毒物质、 污泥泥龄等。 H 等人的研究结果表明， 实现亚硝化 反应的最佳温度应控制在 22 少于 1 5
1 捷径生物脱氮的机理 长期以来， 无论是在废水 生物脱氮理论上还是在 工程实践中， 都一直认为要实现废水生物脱氮就必须 使 NH
Feammox_一种新型自养生物脱氮技术
Feammox：一种新型自养生物脱氮技术Feammox：一种新型自养生物脱氮技术引言氮是生命体所需的关键元素之一，然而过量的氮排放却对环境产生了严重影响。
传统的氮脱氮技术往往需要高能耗和高维护成本，因此寻找一种低成本高效的氮脱氮技术迫在眉睫。
近年来，一种名为Feammox的自养生物脱氮技术受到了广泛关注，其被认为是一种具有巨大潜力的新型氮脱氮技术。
一、Feammox的特点和原理Feammox是铁氧化异化亚硝酸盐自养生物脱氮技术的简称，其最大的特点是能够在无需硝化作用的情况下直接将氨氮转化为氮气。
Feammox菌根据最新的研究成果被发现存在于不同环境中，例如淡水河流、湖泊、沿海海域等。
Feammox菌具有多种功能基因，包括异化亚硝酸还原酶（Hydroxylamine oxidoreductase）和亚硝态氮转肽酶（Nitrite converting enzyme），它们的相互协作使得Feammox菌能够直接将氨氮转化为氮气。
Feammox是自养生物脱氮技术的一种变体，它不依赖于硝化细菌进行氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的除氮过程，而是通过Feammox菌直接将氨氮转化为氮气。
此外，Feammox菌还能直接氧化异化亚硝酸盐（NH2NO2）为硝酸盐（NO3-），这为解决自养生物脱氮过程中的亚硝酸盐积累问题提供了一种新途径。
因此，Feammox既避免了传统脱氮技术中硝化和反硝化两个步骤的需要，也减少了对化学药剂的依赖，为氮脱氮技术带来了更高的效率和低成本。
二、Feammox的应用1. 城市污水处理厂城市污水处理厂是一个大量涉及氮排放的场所，因此在这类场所应用Feammox技术能够显著提高脱氮效率。
传统的污水处理厂中一般需要采用硝化和反硝化工艺来完成脱氮过程，而Feammox技术不仅避免了这两个步骤的需要，还能更高效地将氨氮转化为氮气。
此外，城市污水处理厂一般具有较高的硝酸盐浓度，而Feammox技术还能够将亚硝酸盐高效转化为硝酸盐，进一步降低水体中亚硝酸盐的积累。
生物脱氮处理工艺的发展
科技 论坛
生物脱 氮处理 工艺 的发展
章 文菁 杨 建 宏
（ 、 华职 业技术学院建工学院， １金 浙江 金华 ３ １０ ２ 浙江诚骏建设工程有 限公司， ２０ ０ 、 浙江 金华 ３ １０ ） ２ ００
摘 要 ： 阐述水体 中氮的危害、 市污水生物脱 氮机理的基础上 ， 在 城 分析 生物脱氮的常见工 艺。随着生物脱 氮技术研 究的深入 ， 工艺 简单、 处理 效 率 高、 能耗 低 的组 合 新 工 艺 将 成 为脱 氮工 艺 的发 展 趋 势 。
关 键 词 ： 物脱 氮机 理 ； 物 脱 氮 工 艺过程中忽视对氮等营养物质的处理 ， 大量的 未经过处理或处理不充分的含氮废水外排 ， 严重影响了地表水质 ， 造成水体 富营养化， 所以城市对废水的脱氮要求越现紧迫。 １ 水体 中氯 的危害 大量未经处理或未经适当处理的含氮的各种废水（ 包括生活污水及某些 工业废水１｝ ｛入江河 ， ｛ 会给环境造成严重危害 ， 主要表现为以下几个方面 ： １造成水体的富营养化现象。当水体中含氮等营养物质过多时， ） 将促进 藻类等浮游生物的过度繁殖， 致使水面上形成密集的“ 水华” 赤潮” 或“ 。藻类 带有一股鱼腥味， 可使水质下降。 一些藻类的蛋白类毒素 ， 可富集在水生生物 中， 并通过食物链使人中毒。 ２消耗水体中的氧气。藻类大量过度繁殖， ） 死亡后藻类有机体被异养微 生物分解， 消耗了水中的大量溶解氧， 使水中溶解氧含量急剧下降。 此外， 还 原态氮排入水体会因硝化作用而耗去水体 中 大量的氧。 ３增加给水处理的困难 。ａ ） 由于水体的富营养化 ， 大量藻类和水生微生 物的繁殖使滤池堵塞， 破坏其正常运行。 而且 ， 微生物还会穿透滤池在配水系 统中繁殖 ， 造成配水系 统水流不畅或阻塞。ｂ ． 藻类分泌出的有机物会妨碍絮 凝作用， 导致出水混浊 ， 并影响加氯消毒过程。ｃ ． 藻类分泌出的有机物经分解 生成难以降解的腐殖质 ， 使水质恶化。ｄ ． 在水厂加氯消毒时， 水体中少量氨会 使加药量成倍增加， 此外， 脱色、 除臭 、 除味的， ￣药剂投加量亦会增加。 ｌ － ｇ ４对人及生物具有毒害作用。 ） 游离氨对鱼类有毒害作用。 对大部分鱼类 而言， 水体中 游离氨对鱼的致死量为 １ 。 ｍ 氨可转化为亚硝酸盐和硝酸盐， 硝酸盐和亚硝酸盐与胺作用可进一步转化为亚硝胺， 而亚硝胺是致癌 、 致变 和致畸物质， 体有潜在的威胁。 对 ． ２ 生 物脱 氦机理 生物脱氮是通过硝化和反硝两个过程实现的。硝化作用通常被定义为 由氨到硝酸的生物氧化过程 ， 硝化是化能自养过程 ， 一般分为两步进行 ， 第一 步由亚硝酸细菌将氨氮转化为亚硝酸盐 ０ 这一过程称为氨化作用 ， ， 这是 有机氮转化为氨的生物转化形式 ， 是矿化有机氮的第一步。第二步 由硝酸细 菌进一步将亚硝酸盐氧化成硝酸盐（０３ 这两类细菌统称为硝化细菌， Ｎ ３。 它们 利用无机碳化物加 Ｃ ３、 Ｃ ３＇Ｃ ２ Ｏ￣Ｈ Ｏ％Ｉ Ｏ 作为碳源， Ｎ 、 或 Ｎ 的氧化 － Ｉ 从 Ｈ， Ｎ Ｏｒ 反 应 中获 得能 量。
《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文
《城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市污水处理问题日益突出。
在众多的污水处理技术中，生物脱氮除磷技术因其高效、经济、环保等优点而备受关注。
本文旨在探讨城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展，分析其技术特点、应用现状及未来发展趋势。
二、生物脱氮除磷技术概述生物脱氮除磷技术是一种利用微生物的新陈代谢活动，通过生物膜法或活性污泥法等工艺，将污水中的氮、磷等营养物质去除的技术。
该技术具有处理效率高、运行成本低、污泥产量少等优点，是当前城市污水处理领域的研究热点。
三、新型生物脱氮技术研究进展（一）A2/O工艺及其改进型技术A2/O（厌氧-缺氧-好氧）工艺是一种典型的生物脱氮技术。
近年来，研究者们针对A2/O工艺的不足，开发了多种改进型技术，如MBBR（移动床生物膜反应器）、SBR（序批式活性污泥法）等。
这些技术通过优化反应器结构、调整运行参数等手段，提高了脱氮效率，降低了能耗。
（二）新型厌氧氨氧化技术厌氧氨氧化技术是一种利用厌氧氨氧化菌将氨氮转化为氮气的生物脱氮技术。
近年来，研究者们通过优化反应条件、提高菌种活性等手段，推动了厌氧氨氧化技术的发展。
该技术具有脱氮效率高、能耗低等优点，是未来生物脱氮技术的重要发展方向。
四、新型生物除磷技术研究进展（一）PAOs（聚磷菌）强化除磷技术PAOs强化除磷技术是一种利用聚磷菌在厌氧-好氧条件下实现高效除磷的技术。
近年来，研究者们通过优化反应条件、提高聚磷菌活性等手段，提高了PAOs强化除磷技术的除磷效率。
该技术具有除磷效果好、污泥产量少等优点。
（二）化学与生物联合除磷技术化学与生物联合除磷技术是一种结合化学沉淀与生物吸附的除磷技术。
该技术通过投加化学药剂与生物反应相结合的方式，实现高效除磷。
近年来，研究者们针对不同水质条件，优化了药剂种类和投加量，提高了除磷效果。
五、新型生物脱氮除磷技术应用及发展趋势（一）应用现状新型生物脱氮除磷技术在城市污水处理中已得到广泛应用。
新型生物脱氮工艺研究进展
生命科 学与农 业
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｈｅ ｎ ａ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ
新 型 生物 脱 氮 工 艺研 究进 展
马浩亮 徐 洪斌
（ 郑州大学
水 利 与 环 境 学院 ， 河 南 郑 州 ４ ５ ０ ０ ０ １ ）
摘 要： 氮是 引起 水体 富营养化 的主要 因素之一 ， 新型脱氮技 术成为近年来的研 究热点。综述了近些年来生物脱氮理论和技术 的新发展 ， 详 细介绍 了短程硝化反硝化 、 厌氧氨氧化 、 同步硝化反硝化 的形成机 理和影响 因素， 可为生物脱 氮技术应用提供参考。
关键 词 ： 生物 脱 氮 ； 短程 硝 化 反 硝 化 ； 厌氧氨氧化 ； 同步硝 化反 硝 化
工艺越来越重要 。 近十多年来 ， 许多国家加强 了对 生物脱 氮的研究 ， 并在 理 论和技术上都取得 了重大突破 … 。其 中主要包括 短程硝化 反
陈际达等 研究发现短程硝化最适 ｐ Ｈ为 ７ ． ５～ ８ ． ５ ， 最佳 ｐ Ｈ为 ７ ． ９ 。对 于温度 ， 综合考虑各种因素 ， 郑平…认 为以 ３ ０— ３ ５ ℃ 为 宜 。Ｌ ａ ａ ｎ ｂ ｒ ｏ ｅ ｋ等 研 究 纯 种 的 ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｓ ｏ ｍ ｏ ｎ ａ ｓ和 ｎ ｉ — ｔ ｒ ｏ ｂ ａ ｃ ｔ ｅ ｒ 混合菌群在低 Ｄ Ｏ下的增殖及氧化规律。发现 亚硝态 氮大量 积 累 ， 其原 因是 ｎ ｉ ｔ ｒ ｏ ｓ ｏ ｍ ｏ ｎ ａ ｓ 对 Ｄ Ｏ 的亲和 力优 于 ｎ ｉ — ｔ ｒ ｏ ｂ ａ ｅ ｔ ｅ ｒ 。但低 Ｄ Ｏ下 ， 活性 污泥却 容易解 体。于德 爽等 在
污水生物脱氮过程N2O排放数学模型研究进展
污水生物脱氮过程N2O排放数学模型研究进展污水生物脱氮过程N2O排放数学模型研究进展1. 引言污水处理厂是为了减少排放到环境中的氮、磷等污染物负荷而建造的重要设施。
然而，在污水处理的过程中，尽管通过生物脱氮技术可以有效地去除污水中的氮，但会产生大量的氧化亚氮（N2O），它是一种强大的温室气体和臭氧破坏剂。
因此，探索污水生物脱氮过程中N2O排放的规律及其数学模型的研究成为解决这一问题的重要途径。
2. N2O的生成机理N2O是由氨氧化细菌（AOB）和反硝化细菌通过氧化亚氮还原酶（N2OR）催化作用产生的。
其中，AOB在氨氧化的过程中生成亚硝酸（NO2-），而反硝化细菌则通过还原亚硝酸至氮气（N2），在此过程中产生N2O。
3. N2O排放的影响因素（1）C/N比：C/N比是污水中有机碳与氮的比值。
适宜的C/N比能够保持污水处理系统中厌氧和好氧条件的平衡，从而减少N2O的产生。
（2）温度：温度对反硝化细菌活性的影响很大。
较高的温度能够促进反硝化细菌的生长和代谢活动，增加N2O产生的可能性。
（3）氧气浓度：过高或过低的氧气浓度都会抑制反硝化细菌的活性，从而减少N2O的生成。
（4）pH值：适宜的pH值有助于细菌生长和代谢，从而影响N2O的排放。
4. N2O排放数学模型的建立为了准确预测和控制污水生物脱氮过程中N2O的排放，研究人员建立了各种数学模型。
其中比较常用的是基于物质平衡和能量平衡的动态模型。
（1）物质平衡模型：该模型基于活性污泥系统中N2O的产生与消耗之间的平衡关系建立，通过考虑各种微生物的生长、代谢和迁移等因素，对N2O的生成、转化和排放进行定量预测。
（2）能量平衡模型：该模型考虑底物的降解和产生能量的同时，进一步考虑氨氧化和反硝化过程中产生的N2O，通过能量的平衡关系对N2O的排放进行建模。
5. 模型验证与应用研究者通过实际污水处理厂的监测数据对建立的数学模型进行验证，在与实际数据进行对比的过程中发现模型具有较好的准确性和预测能力。
新型生物脱氮工艺的研究现状及发展
随着生产的发展和生活水平 的提高 ，日见 频繁 的水体富营养化已对污水处理技术提出了 除氮 的要求 。在污水处理技术 中，最常用的除 氮技术为生物脱氮 。近年来 ，传统生物脱氮技 术 已发展 的比较成熟 ，但其弊端也 日 益显 现 ， 而新的生物脱氮技术成为当前研究的热点。 污水中含有 的氮多为有机氮和氨态氮 ，对 其处理的生物脱氮工艺就是来源于这一转化过 程 ：先通过氨化作用将有机氮转化成氨氮 ，这 过程很容易实现 ，在常规 的废水处理反应器 中即可实现 ；然后是 在亚硝 化菌 的作用下 将 Ｎ Ｎ氧化成 亚硝态 氮 ，这 一过程 需要氧 的 风一 参与 ；接着是在硝化菌的作用下将亚硝态氮氧 化成硝态 氮 ， 仍需氧的参与 ；最后是在反硝化 菌 的作用下将亚 硝态氮 和硝态 氮转化成氮气 ， 这一过程需在厌氧环境中实 现，且需有机碳源 的投加。 传统硝化一反硝化为基础的生物脱 氮工艺 需设置多个反应器 ，以满足不同微生物对生境 的需求 ， 且按功能的不同，分别需有氧 气、有 机碳源的投入 。这就必然带来工艺基建 、运行 费用高 ， 理效率低等一 系列缺点 。新型生物 处 脱氮工艺正是 以此为切人点 ，探索寻找更便捷 的生物脱氮途径 ，从而克服传统工艺的不足之
科
曲 春先
科技论 坛 Ｉｌ ｌ
张 晓宁
新 型生物脱 氮工艺 的研究 现状及发展
（ 瓦房店市规划设计院， 宁 大连 １６ ０ ） 辽 １３ ０
摘 要： 针对传统 生物脱氮工艺存在的不足之 处 ， 绍了新型生物脱氮工 艺的类型 ， 介 并分别叙 述了其原理、 特点及应 用情况。 关键词 ： 生物脱 氮； 好氧反硝４ ；Ｎ ；ＨＡ Ｏ Ａ Ａ ￣Ｓ ＤＳ Ｒ Ｎ；Ｎ ＭＭＯ Ｃ Ｏ Ｘ；ＡＮ Ｎ Ｓ Ｒ Ｎ Ａ Ａ Ｍ Ｘ组 合 工艺是 指含 氨 Ａ Ｈ Ｏ —Ｎ Ｍ Ｏ 若干报道。谢曙光等人对地表水处理 中的好氧 反硝化现象进行 了研究 ，发现在水力负荷较高 废 水先流经 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应 器 ，进行部 分亚硝 的情 况下 ，脱氮率可达 ２％～Ｏ Ｏ ３％，且 在处理 酸化 ，控制出水 中 Ｎ４ 与 Ｎ ｒ 比例为 １ ， Ｉ ： Ｏ的 ：１ 过程 中不需 添加有机碳 ， 成本较低 ，相 比于传 然 后进入 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应器 ，进行 厌氧氨 氧 ＮＭ Ｏ 统的脱氮方 式，好氧反硝化具有更高的应用价 化反应 ，生成氮气 ， 达到生物脱氮的 目的。这 值 。当然 ，好氧反硝化工艺存在着二次污染等 样 ，在 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反 应器 中只有一半 的氨 被氧 问题 ，仍需深入的研究来解决 。 化为 Ｎ Ｏ ，从而大大减 少 了 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应器 １ 同时硝化一反硝化 （Ｎ ）工艺 ． ２ ＳＤ 的需氧量 ，从而降低运行费用 ；另一方 面 ， 将 传统的生物脱氮原理认 为硝化反应是好氧 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应器 的 出水 作为 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应 ＮＭ Ｏ 的 ，反硝化反应是厌氧的 ， 故二者不可能在同 的基质 ，为 Ａ Ａ Ｍ Ｘ反应 创造 了条件 ，同 ＮＭ Ｏ 条件下发生。而 同时硝化一反硝化机理则突 时还克服 了单独 的 Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ反应 器出水 Ｃ Ｄ Ｏ 破这一观念 ， 分别从宏观和微观上解释 了同时 浓度高的缺点。 硝化一反硝化反应存在的合理性 。 Ｓ Ａ Ｏ —Ｎ Ｍ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ Ａ Ａ Ｍ Ｘ组合 工艺可 以说是 这种工艺在 同一反应器 中实现硝化和反硝 对 Ａ Ａ Ｍ Ｘ工艺 的优化 ，与传 统硝化 一反 ＮＭ Ｏ 化 ，甚至还有除碳 的功 能，可通过生物转 盘 、 硝化工艺相 比，它具有氧消耗量小、无 需外加 ＳＲ Ｂ 、氧化 沟、Ｃ Ｓ 等反 应器实 现 ，分 为单 碳源 、节约 中和试剂 、Ｃ ＡＴ Ｏ 排放量少 、剩余污 级生物脱氮 工艺 、生物膜单级 生物脱氮工 艺 、 泥量少 、运行费用低等诸多优点 ，其工艺的可 固定化微生物单级生物脱氮工艺等类型。 目前 持续性和显著的经济效益将为其带来广 阔的应 国 内的研究 多局限于纯种微生物培养及实验室 用前景 。 理论研究 ， 很少有实际工程应用 ，国外则 已有 ２ Ａ Ｏ ． Ｃ Ｎ Ｎ工艺 ２ 同步 硝化一反硝化脱 氮工艺 的污 水处 理在 运 Ｃ Ｎ Ｎ一体化 自养氨氧化生物脱氮工艺 ， ＡＯ 行 ，但也有不足之处 ， 以这一新型的污水处 是指在单个的反应器或者生物膜 内通过控制反 所 理工艺还有待于进一步的研究和优化。 应所需环境条件，实现氨的亚硝酸化和厌 氧氨 １ 短程硝化一 反硝化工艺 ． ３ 氧化 ，从而达到生物脱氮的 目的。 在传统硝化一反硝化过程 中可以看出 ，氨 可 以认 为 Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 是 Ｓ Ａ Ｏ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ— 处。 被氧化为亚硝酸盐后可以继续被氧化为硝酸盐 Ａ Ａ Ｍ ｘ组合工 艺在 同一反 应器 中 的一种 Ｎ Ｍ Ｏ 新型生物脱氮技术按其生化反应原 理可分 然后进行反硝化 ，也可以直接在亚硝态 就进行 实现方式。在微氧条件下 ，氨被亚硝酸菌部分 为两类基本技术 ，一类是基于硝化一反硝化生 反硝化 ， 由亚硝态氮进行反硝化则可减少系 氧化为 Ｎ ｒ Ｏ －剩余部分的 Ｎ ４ 若 Ｏ ，Ｎ ； ￣ Ｈ＋ 进行厌氧 化过程的新型生物脱氮工艺 ，另一类为基 于厌 统对氧 的消耗 ，缩短反应 时问 ，降低 运行 费 氨 氧 化 反 应 ， 生 成 氮 气 ，反 应 的 实 质 与 氧氨氧化反应的新型生物脱氮工艺。 用 ，这即为短程硝化—反硝化生物 脱氮的基本 Ｓ Ａ Ｏ — Ｎ ＭＭ Ｘ组合 工艺 相同 ，反 应式 Ｈ ＲＮＡＡ Ｏ １基 于硝化～反硝化生化过程的新 型生物 原理。 为 １ Ｈ Ｏ ５ ２＋ ． ５ ２Ｏ１Ｎ ３ ． Ｈ＋ Ｎ ４ ． ０ — ｏ ３Ｎ ＋ ． Ｏ １ ＋ ８ ４ ３ ４ 脱氮 工艺 短程硝化～反硝化工艺 ， 其基本原理是在 １３ ０。 ．Ｈ２ 基于硝化一反硝化原理的新 型生物脱氮工 较 高温度 下 ， 在一个反应器内通过对 Ｄ Ｏ的控 由于 反 应是 在一 个 反 应 器 内进 行 ， 艺研究较多 ，比较有代表性的有好 氧反硝化工 制 ，先将 氨氧化为 Ｎ Ｏ一 ，再 以有 机物 为 电子 Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 除 了 具 有 Ｓ ＡＲ Ｎ－ Ａ ＡＯ Ｈ Ｏ ＡＮ ＭＭＯ Ｘ 艺、同时硝化一反硝化工艺 、 短程硝化一反硝 供 体 ，对 Ｎ ２ 行反硝化 ，生成 氮气 ，从而 组合 工艺需氧量少 、无需外加碳源 、 Ｏ－ 进 运行 费用 化工艺等 。 达 到生 物脱 氮 的 目的 ，整 个 反 应 过程 中无 低等优点外 ，还具有 占地面积少 、基建费用低 １１ ．好氧反硝化工艺 ＮＯ 的生成 和还原 ，反应进程较传统 硝化—反 等优点 ，具有更好 的经济效益 。Ｃ Ｎ Ｎ工 艺 ｒ ＡＯ 传统生物脱氮理论认为反硝化是一个严格 硝 化进程 短 。经 研究 ，Ｓ Ａ Ｏ Ｈ Ｒ Ｎ工 艺具 有工 实现 的关键是很好地控制供氧量 ，创造出适宜 的厌氧过程 ，大多数反硝化菌为兼性 厌氧菌 ， 艺流程简单、节省 中和试剂、水力停 留时 间短 好 氧亚硝化 菌和厌 氧氨 氧化菌 生长 的 良好生 能够利用氧、硝酸盐或亚硝酸盐为 电子受体 。 等 特点 ，且耗 氧量减 少 了 ２ ％左 右 ，大 大节 境 ， 亚硝化菌能够将适量 的氨 氧化 为 Ｎ ： ５ 使 Ｏ一 ， 当氧 和硝酸盐或亚硝酸盐共存时，反硝化菌优 省 了 动 力 消 耗 。 目前 ， 已 有 生 产 规 模 的 而后与剩余部分的氨恰好反应 ，生成氮气 。 先使用氧呼吸 ， 只有当氧浓度低时硝酸盐或 Ｓ Ｒ Ｎ工艺投入运行。 故 ＨＡ Ｏ 结束语
一种新型生物脱氮工艺——SHARON-ANAMMOX组合工艺
通过计算与分析，我们可以知道，与传统的生物 脱氮工艺相比，SHARON 工艺至少具有下述优点： !可节省反硝化过程所需要的外加碳源，即 NO2反硝化比 NO3- 反硝化可节省 40% 的碳源；"因为 只需要将氨氮氧化到亚硝酸盐，可减少 25% 左右的 供气量，降低能耗。
目前第一个生产规模的 SHARON 工艺已经于 1998 年初在荷兰鹿特丹的 Dok1aven 废水处理厂建 成并投入运行［8］，该 SHARON 反应器进水氨氮浓 度为 1 g / L，进水氨氮的总量为 1 200 kg / c，氨氮的 去除率为 85% 。据 Logemann 等人［14］报道，在荷兰 还有两家应用 SHARON 工艺的污水处理厂正在建 设之中。 2 ANAMMOX 工艺
在同一个反应器内，先在有氧条件下，利用氨氧化细
菌将氨氧化生成 NO2- ；然后在缺氧条件下，以有机 物为电子供体，将亚硝酸盐反硝化，生成氮气。其反
应式如式（l），式（2）所示。该工艺实际上是一种短 程生物脱氮工艺［l0］。
NH4+ + l . 5O2!NO2- + 2H + + H2 O NO2- + 3［H］+ H + !0 . 5N2 + 2H2 O
还有人认为，游离氨对从 NO2- - N 到 NO3- - N 的硝化过程具有明显的抑制作用［16］，随着 pH 的升 高，反应器内游离氨的浓度增大，硝化反应受到的抑 制作用加大，有可能造成 NO2- - N 的积累。但是， Turk 等人［17］的研究也表明，硝化菌对于游离氨的 抑制作用具有较强的适应性，一旦运行时间较长，游 离氨对硝化细菌的抑制就会减弱，而导致 NO2- - N 积累的不稳定。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》范文
《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着城市化进程的加速和工业的迅猛发展，大量生活污水和工业废水被排放到水环境中，造成了严重的环境问题。
为了有效减少污水对环境的危害，人们研发了多种污水处理技术。
其中，污水生物脱氮除磷工艺因具有较好的处理效果和较低的运行成本，得到了广泛的应用。
本文将就污水生物脱氮除磷工艺的现状及其发展进行详细探讨。
二、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 工艺概述污水生物脱氮除磷工艺是一种基于微生物作用，利用活性污泥法等生物处理技术，将污水中的氮、磷等营养元素去除的工艺。
该工艺主要利用微生物的代谢作用，将污水中的氮、磷转化为无害物质，从而达到净化水质的目的。
2. 国内外应用现状目前，国内外广泛应用的污水生物脱氮除磷工艺主要包括A/O法、A2/O法、氧化沟法等。
这些工艺在我国污水处理领域得到了广泛应用，特别是在城市污水处理厂和工业废水处理中。
此外，一些新型的生物脱氮除磷技术，如MBR（膜生物反应器）技术、超声波强化生物脱氮除磷技术等也在逐步推广应用。
三、工艺运行机制与原理污水生物脱氮除磷工艺主要依靠活性污泥中的微生物完成。
在反应过程中，微生物通过吸附、吸收、代谢等作用，将污水中的氮、磷等营养元素转化为无害物质。
具体来说，脱氮过程主要通过氨化、硝化和反硝化等步骤实现；除磷过程则主要通过聚磷菌的过量摄磷和释磷实现。
四、工艺发展及挑战1. 技术发展随着科技的不断进步，污水生物脱氮除磷工艺也在不断发展和完善。
新型的生物反应器、高效的微生物菌剂、智能化的控制系统等技术手段的应用，使得污水处理效率得到了显著提高。
同时，一些新型的污水处理理念和技术，如低碳、低能耗、资源化等也得到了广泛关注。
2. 面临的挑战尽管污水生物脱氮除磷工艺取得了显著的成果，但仍面临一些挑战。
如：如何进一步提高处理效率、降低运行成本；如何解决污泥处理与处置问题；如何应对复杂多变的水质等。
此外，一些新兴污染物（如微塑料、新型有机污染物等）也对传统污水处理技术提出了新的挑战。
海水循环水养殖系统生物脱氮技术研究进展
２ １ ，４ ３ ：５ ０ ２ ２ （ ） １１～１： ５ ５
Ａｃ ａ Ａ ｒｃ ｈ ｒ ｅ Ｊａ ｇ ｉ ｔ ｇ ｉ ｕ ｕ ａ ｉｎ ｘ
海水 循环 水 养 殖 系统 生物 脱 氮技 术研 究进展
徐 升
（ 福建 工 程 学 院 环 境 与设 备 工 程 系 ， 建 福 州 因子也均有较大波 动， 这些都与饵料的性质 、 投饵量 、 水中生物残体 、 藻类繁
殖 的代谢终 产物 等 有关 ，（ ） ４ 海水 养 殖 废水 与常 见 陆源 污水相 比 ， 染物结 构 、 盐度 效应 和离 子强 度 其污 海水 效应 均会增 加处 理 的难 度 与 ： 性 。（ ） Ａ 水 质 既 复杂 ５Ｒ Ｓ 要满 足排放 标准 ， 要满 足水产 养殖 的要求 。 还
海水养 殖废 水 特 点 主 要 有 ：１ 海 水 养殖 废 水 排 放 （） 量 大 ， 污染 物种类 相对 较少 ， 饵与 养殖对 象 的排泄 物 但 残 是海 水养 殖废 水最 主要 污染 物 的来 源 ，三 氮” 过度 积 “ 的 累是 Ｒ Ｓ 常见 的问题 ， 海水 体系 中除氮 微生 物相 对 Ａ 最 而 较缺 乏 Ｊ ２ 与工 业 废 水 、 活 污水 相 比 ， 水 养 殖 。（ ） 生 海
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ａｌｎ ｔ ｈ ｒ ｄ ａ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ｒｎ ｒ ｄ ｃｓｄ ｍａ ｄ，ｉ ｒ ｅ ｏ ｒ ａｉｅ ｔｅ ｓ ｓａｎ ｂ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｆ ｓ ｅ ｙ ｏ ｇ ｗｉ ｔ ｅ ｇ ａ ｕ ｌ ｃ ｅ ｓ ｆｍａ ｅ ｐ ｏ ｕ ｔ ｅ ｎ ｈ ｉ ｉ ｎ ｏ ｄ ｒｔ ｅ ｌ ｈ ｕ ｔｉ ａ ｌ ｅ ｅ ｏ ｍｅ ｔ ｈ ｒ ｚ ｏｆ ｉ
ＸＵ ｈ ｎ Ｓｅｇ
基于厌氧氨氧化技术的新型生物脱氮工艺研究进展_桂双林
引言
随着工业化和城镇化进程的加快，我国水环境 面临着巨大的氨氮污染问题。我国也已将氨氮列入
强制减排指标，当前我国对各种经济高效脱氮技术 的需求变得日益迫切。目前没有较为经济的直接脱 氮方法，尤其对于各类高浓度氨氮的工业废水，由 于碳源严重不足，即使采用硝化 / 反硝化法生物脱
The traditional biological nitrogen removal technology has many limitations, such as high energy consumption, low carbon source, consumption of alkalinity, complex process, ammonia resistance, shock loading, etc. As a new type of biological nitrogen removal technology, anaerobic ammonium oxidation (ANAMMOX) has attracted wide attention of scholars. The new biological nitrogen removal process based on Anammox technology are focused, including SHARON-, ANAMMOX process, CANON process, OLAND process and DEMON process. The principle, parameter characteristics and application status of various treatment processes are analyzed, and the new biological nitrogen removal process based on Anammox technology is prospected.
新型生物脱氮工艺原理
新型生物脱氮工艺原理1.硝化作用：在新型生物脱氮工艺中，首先进行的是硝化作用。
在这一过程中，氨氮被硝化细菌氧化为亚硝酸盐氮。
硝化细菌是一种广泛存在于自然环境中的微生物群落，它们能够利用氨氮等物质为能源进行代谢活动，将氨氮氧化为亚硝酸盐氮。
这一过程中，需供给足够的氧气作为废水中的硝化细菌的代谢需要。
2.反硝化作用：在硝化作用完成后，需要进行反硝化作用来进一步去除废水中的氨氮。
反硝化细菌是一种能够利用亚硝酸盐氮作为电子受体进行代谢活动的微生物群落。
亚硝酸盐氮会被反硝化细菌还原为氮气，并排放到大气中。
这一过程中，需同时供给有机物作为废水中的反硝化细菌的碳源，以维持其代谢活动。
3.硝化反硝化同步工艺：新型生物脱氮工艺不仅包括硝化作用和反硝化作用，还采用了硝化反硝化同步工艺。
这一工艺中，硝化和反硝化同时进行，从而实现氨氮的高效去除。
废水中的亚硝酸盐氮同时作为硝化和反硝化细菌的底物，使得氨氮的转化率更高，去除效果更好。
4.膜分离技术：新型生物脱氮工艺中常使用膜分离技术，利用特殊的膜材料将废水中的硝酸盐氮和氨氮分离出来。
膜分离技术能够将微生物和废水中的有机物分离开来，从而有效地防止微生物的流失，并提高脱氮效果。
常见的膜分离技术包括超滤、微滤和逆渗透等。
综上所述，新型生物脱氮工艺通过微生物的代谢活动将废水中的氨氮转化为无害的氮气排放。
利用硝化和反硝化作用以及硝化反硝化同步工艺，可以高效、稳定地去除废水中的氨氮。
而膜分离技术则可以保护微生物群落并提高脱氮效果。
这一工艺在处理污水中的氨氮问题上具有重要的应用价值。
新型污水生物脱氮除磷工艺研究进展
新型污水生物脱氮除磷工艺研究进展摘要：近些年来，伴随城镇规模的扩大，城镇生活污染源占比急剧上升，而污水收集系统的建设推进相对缓慢，污水处理技术滞后于当前的社会发展需求，导致水体富营养化日益严峻，其中以氮、磷为主要的水资源富营养化因素。
传统脱氮除磷污水处理工艺难以满足日趋严重的污水处理需求开发适宜的脱氮除磷新型污水处理工艺技术拥有很大的市场前景。
基于此，本文探讨了研究生物脱氮除磷处理污水新工艺的意义，介绍了关于生物脱氮除磷新型污水工艺的整体研究进展，仅供参考。
关键词：新型工艺；污水处理；生物脱氮除磷近年来，我国富营养化水体占比超过80％[1]，排入水中的氮、磷等物质给藻类植物提供了充足的生长条件，导致水体溶解氧下降，限制水生生物的生存环境，严重危害了自然水生态系统，带给野生动植物、家畜、人类巨大的影响和危害。
很多国家均严格限制了氮磷排放标准，并循环利用水资源，以防水体继续恶化，我国排水质量评价体系也从单一考核氨氮、磷酸盐向总氮总磷转变。
当前，国内应用型污水处理技术依旧较为落后，以至于出水中的氮磷难以较好地被去除，无法达到A级标准。
下一步，需要积极研究、改进脱氮除磷工艺，尤其应关注污水生物脱氮除磷新型工艺的国内外研究进展，推动新技术的应用落地。
一、生物脱氮除磷处理污水新工艺的研究意义人类为了存活下来并不断向前发展，则必须依赖水这种很重要的资源。
随着工农业不断向前发展、民众生活品质的稳步提高工业废水以及城镇生活污水的总体排放量都在急剧增大。
然而，生活及工业污水处理设施的巨大缺口使得国内水环境污染愈加严重，大量没有处理达标的高氮磷污水直接排入水体引起了严峻的水体富营养化现状问题部分水系难以发挥正常功能并且带来了严重的经济损失。
近年来逐步增加的污水处理能力从一定程度上改善了水体污染现象但是却远远跟不上水污染防治的需求以至于水环境质量每况愈下[2]。
而相较于传统化学、物理脱氮除磷工艺而言，生物脱氮除磷新型工艺能够明显提高出水水质与脱氮除磷效率，有效减少运行费用、降低能源消耗。
单级生物脱氮技术的进展
筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO M述评与讨论单级生物脱氮技术的进展曹国民 赵庆祥 张 彤华东理工大学环境工程系 上海摘 要 综述了在一个反应器中同时进行硝化和反硝化的单级生物脱氮技术的进展对活性污泥 生物膜和固定化细胞等单级生物脱氮工艺进行了评述∀关键词 单级生物脱氮 硝化 反硝化 活性污泥 生物膜 固定化细胞中图分类号 文献标识码 文章编号基金项目 国家自然科学基金资助项目废水生物脱氮目前主要采用活性污泥法∀但由于硝化菌生长缓慢 为避免其流失 取得较好的脱氮效果往往要求污泥在反应器中停留很长时间 即需要很大的曝气池从而限制了活性污泥系统的处理能力∀最近几十年研究人员开发了许多新的生物脱氮技术需要强调指出的是 尽管在生物脱氮技术上有了很多改进 但硝化和反硝化仍是在两个独立的或分隔的反应器中进行一个过程分两个系统 条件控制复杂两者难以在时间和空间上统一 脱氮效果差设备庞大 投资高∀很明显 如果两个过程能在一个反应器中进行 则可节省更多的占地面积和投资还可避免亚硝酸盐氧化成硝酸盐及硝酸盐再还原成亚硝酸盐这两个多余的反应 从而可节省约的氧气和 的有机碳∀活性污泥单级生物脱氮在一个反应器中同时实现硝化 反硝化和除碳 具有以下优点 完全脱氮 强化磷的去除 降低曝气需求节省能耗并增加设备的处理负荷 减少碱度的消耗 简化系统的设计和操作∀活性污泥单级生物脱氮主要是利用污泥絮体内存在溶解氧的浓度梯度实现同时硝化和反硝化 图 表示了生物絮体内的反应区分布及底物浓度的变化∀由图 可见 在活性污泥絮体表层 由于氧的存在而进行氨的氧化反应从外向里 溶解氧浓度逐渐下降 内层因缺氧而进行反硝化反应∀图 生物聚体内反应区的分布和底物浓度的变化年 和 在工业规模的氧化沟中成功实现了同时硝化和反硝化 并且通过实验证实 反硝化反应可在絮体内部缺氧区内连续进行∀氧化沟的操作非常简单 只要控制好充氧速率 就可以达到在一个反应器中同时进行硝化 反硝化及除碳的目的∀但由于系统内∆Ο较低因此硝化及 去除速率均不高∀ 年等人 构建了一个能同时进行硝化 反硝化 除碳及除磷的小型气提式反应器∀反应器筒体与中央导管间的环隙为缺氧区 导管内为好氧区 见图 ∀废水从环隙的上部引入 与由中央导管中溢出的硝化液一起 自上而下通过环隙 在中国给水排水筑龙网WW W .ZH UL ON G.CO M其中进行反硝化反应 然后与活性污泥絮体及气泡一起自下而上通过中央导管 在其中进行硝化反应∀废水中的有机物主要用作反硝化的碳源∀因此 导管中的硝化作用几乎不受异养菌生长的影响∀中央导管的大小 上升气体的流速和水力停留时间对硝化和反硝化作用影响很大 所能达到的最大脱氮效率约为 ∀这一系统的主要缺点是液体循环比高 液体循环时在每个区的停留时间仅几分钟 从而使两区内的流态从平推流转变成完全混合流 导致不完全脱氮∀由于液体的停留及混合时间随反应器容积的增大而增大 他们建议采用深井曝气法去除废水中的含氮化合物 但用深井曝气法脱氮在技术及经济上的可行性有待进一步研究∀图 气提式反应器生物膜单级生物脱氮生物转盘硝化菌的世代时间长 比增殖速度较小 如亚硝化单胞菌属 和硝化杆菌属的比增殖速度分别为 和 在一般生物固体平均停留时间较短的活性污泥处理系统中 这类细菌难以占优∀在生物膜处理法中 生物固体的平均停留时间与污水的停留时间无关 使硝化菌和亚硝化菌能得以繁殖∀因此 生物膜处理法的各种处理工艺都具有一定的硝化功能 采用适当的运行方式还可能具有反硝化脱氮的功能∀ 年等人在用单一的 处理垃圾卫生填埋渗滤液时 发现氮的减少 且在夏季氮的减少尤为明显∀随后 等人从加盖的 中检测出有 产生 证实了反硝化作用的存在∀为了更加科学地解释氮减少的原因他们又对 中所形成的生物膜的性质如 生物膜的密度及其在空间的分布 细菌种类 特征生化反应速率等进行了研究发现在生物膜中同时存在着硝化细菌和反硝化细菌 当氧向生物膜内传递的速率下降到足以在其中形成一个微氧 环境时反硝化菌即具有反硝化活力 也就是说能否在生物膜内为硝化菌和反硝化菌创造各自适宜的生长条件 成为能否在单一的 中同时进行硝化和反硝化的关键∀为此 他们又采用降低加盖 上方氧分压的方法 实现了同时硝化和反硝化∀结果表明 在好氧的中氮的去除效率除了与气相中氧分压有关外还取决于水温 水力停留时间和进水中有机物与氨氮的比例∀ 等人 认为在单一的 中有两种方式可以实现同时硝化和反硝化 通过降低气相中氧分压控制氧的传递速率 如当 为氧分压为 时 可取得大于 的脱氮效率 这与 等人的方法是一样的 采用部分沉浸式和全部沉浸式相结合的 反应器研究了有机物类型 进水碳氮比等因素对同时硝化和反硝化效率的影响∀试验所用的四种碳源 醋酸 乙二醇 苯酚和聚乙烯醇 均能被降解 并可作为反硝化碳源脱氮效果良好 显示了 反应器具有同时硝化 反硝化和去除难降解有机物的巨大潜力∀一般来说 工艺具有操作简单和操作费用相对低的优点 但 对环境条件的变化相对敏感 不够稳定 因此需要连续调节操作条件 如转速 碳负荷等 ∀此外 由于受机械强度的限制 反应器不可能做得太大 因此其处理容量仍很有限∀生物流化床流化床是以砂 活性炭一类较小的颗粒为载体填充在床内 载体表面覆盖着生物膜∀小的载体颗粒比表面积高达 ∗ 以 计的生物量高于任何一种生物处理工艺∀载体处于流化状态 污水从其下部 左 右侧流过 广泛而频繁地与生物膜相接触 载体颗粒互相摩擦碰撞 生物膜更新快 活性高 强化了传质过程∀流化床的效率是普通活性污泥法的 倍 而占地面积仅为其 ∀将流化床分别用于硝化和反硝化的报道很多 硝化速率和反硝化速率均较高 分别为 ∗ 和 ∗但仅有个别报道介绍了硝化和反硝化流化床在工业上的应用 至于在一个流化床内同时进筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO M行硝化和反硝化的研究并不多∀等人 采用中试规模的厌氧 好氧流化床同时脱氮和除碳 见图∀图 具有缺氧区和好氧区的流化床反应器由图 可见 置于流化床中部的气体分布器将一个反应器分成两部分分布器以下为缺氧区 主要进行反硝化和有机物的厌氧分解分布器以上为好氧区 主要进行硝化和有机物的氧化∀反应器的部分出水经气 液 固三相分离器后循环到流化床底部 与进水一起使缺氧区呈流化态∀改变气体分布器在流化床中的高度可以调节好氧区和厌氧区体积的大小提高脱氮效率∀尽管这一反应器的脱氮速率属于中等但这一结构简单 紧凑的反应器似乎有望用于实际废水的处理∀等人开发了一个类似的同时硝化和反硝化的流化床但他们不是在流化床内使用气体分布器 而是将溶氧饱和的废水直接从流化床的底部送入反应器废水进入流化床后即进行硝化作用和有机碳的氧化分解∀由于进水 较高故耗氧量大 从而在床层上部形成了缺氧区 发生反硝化作用 反硝化率高达 硝化率为 ∗ ΧΟ∆去除率为 ∗ ∀如上所述 流化床反应器有许多优点 但由于对床层膨胀率 生物膜厚度 布水器等的控制比较困难并且还有放大效应问题 因此用于生物脱氮的流化床大多限于实验室规模或中试规模∀新型生物纤维膜反应器为了把膜技术的优点 从处理水中截留与分离微生物 和细胞固定化技术的优点 高浓度微生物 传质比表面积大 结合在一起 一些研究人员开发了一类新型生物纤维膜反应器反应器中的膜不仅具有生物降解功能 同时还具有分离功能 其中等人设计的具有代表性∀在 反应器中生物膜附着生长在具渗透性的纤维膜载体上 空气或氧气通过此载体渗透进入生物膜层 图 ∀生物膜中的微生物自然分层 紧贴在渗透性膜载体上的是硝化菌群而反硝化菌和其他异养菌则附着在硝化菌群上 与缺氧 含碳的介质密切接触∀因此 碳氧化 硝化和反硝化分别在生物膜的不同部位进行∀这样不同类型微生物之间无干扰 还可避免微生物间的互相竞争或可能存在的抑制作用∀图 ΠΣΒ反应器虽然 反应器的脱氮速率 约为和比表面积 都很低 但是这一膜反应器的思路具有创新性 并且如果能增加其比表面积 该反应器仍具有很大的应用价值∀固定化微生物单级生物脱氮利用固定化微生物技术强化生物脱氮过程是近十多年来生物脱氮领域研究的热点之一 国内外学者对硝化细菌和反硝化细菌单独固定及固定化细胞的脱氮特性作了详细的研究 在日本已有将固定化硝化菌用于处理能力为 的工业装置 ∀但由于硝化菌和反硝化菌具有不同的生理特性 硝化和反硝化作用难以在时间和空间上统一 脱氮效果差 因此 开发了将硝化菌和反硝化菌混合固定的单级生物脱氮技术∀根据包埋方式和碳源供给方式不同有三种工艺∀硝化菌和反硝化菌分层包埋等人以海藻酸钠和 角叉菜胶为载体分层包埋硝化菌和反硝化菌∀他们先将反硝化菌与海藻酸钠 溶液混合 然后将其滴入搅拌的含硝化菌 角叉菜胶和 的溶液中 制成内层为海藻酸钠包埋反硝化菌 外层为 角叉菜胶包埋硝化菌的复合小球∀他们认为分层包埋的主要优点是 两类微生物的机械分层为硝化提供了有利的条筑龙网WW W.ZH UL ON G.CO M件 避免了好氧条件下反硝化菌与硝化菌争夺溶解氧 另一方面 也避免了反硝化菌在有机碳源存在下的过度增殖∀该法类似于传统先硝化后反硝化脱氮工艺 但它使两个反应在一个微单元中同时进行∀反硝化菌直接还原硝化反应产生的亚硝酸盐 避免了亚硝酸盐氧化成硝酸盐再还原成亚硝酸盐的两个多余步骤 降低了对氧及有机物的需求∀在好氧条件下 连续运行时氮的去除速率高达但该法固定化过程比较复杂 可供选择的载体较少 不便于大规模制备固定化细胞∀另外 根据和对混合包埋的硝化菌和反硝化菌研究发现 运行一段时间后其在载体内的分布自然会发生变化硝化菌集中于外层 反硝化菌集中于内层 中间过渡层两者共存 因此 没有将硝化菌和反硝化菌分层包埋的必要∀硝化菌和反硝化菌混合包埋最早从事硝化菌和反硝化菌混合固定研究的是日本的 等人他们用聚电解质固定亚硝化菌和反硝化菌的混合细胞并与单独固定的亚硝化菌作了比较结果前者能实现完全脱氮 并且系统中未检测到 的存在而后者最终只能将 氧化成无脱氮效果∀本文作者利用两种常用的固定化载体海藻酸钠和聚乙烯醇 混合固定硝化菌和反硝化菌研究了好氧条件下同时硝化和反硝化的可行性及其脱氮特性∀结果表明硝化菌和反硝化菌混合固定时 由于载体内部形成了适合硝化和反硝化的环境 可以在好氧条件下同时进行硝化和反硝化实现单级生物脱氮∀混合固定时的氨氧化速率约为硝化菌单独固定时的 倍 总无机氮的去除速率达约为 脱氮速率的 倍∀硝化菌和反硝化菌混合固定后对温度的敏感性减小 并且在较宽的溶解氧范围内 ∗ 保持稳定的脱氮速率具有良好的应用前景∀ 碳源循环单级生物脱氮日本的 和将亚硝化菌 和反硝化菌 与光硬化树脂混合后注入玻璃模型管中经紫外光照射硬化后制成固定化细胞管∀然后将其组装成图 所示的碳源循环单级生物脱氮反应器∀在曝气的条件下 固定化细胞管外侧硝化菌将 氧化成内侧反硝化菌从管内摄取乙醇作碳源将 还原成 ∀与上述其他单级生物脱氮工艺不同 碳源 乙醇 不是直接添加到废水中 而是在细胞管内循环流动时被反硝化菌按需摄取 处理水中不残留多余的乙醇 既节省了碳源 又避免了脱氮后除碳的工艺过程∀此外这种方法还使生物脱氮过程的律速过程 硝化速率大大提高 为亚硝化菌单独固定时的 倍 这为生物处理装置的小型化和降低处理成本开辟了新方向∀此反应器的缺点是比表面积较低 约为 ∀为了在实际工程中推广应用碳源循环单级生物脱氮反应器 目前正在研制由多根细胞管组成的装置∀图 碳源循环单级生物脱氮反应器结语单级生物脱氮技术因其能缩短脱氮历程 节省碳源 降低动力消耗 提高处理能力等优点而倍受关注 尤其是在利用生物膜或固定化细胞进行单级生物脱氮方面取得了很大的进展 开发出许多新型生物反应器或新的固定化方法 但无论是生物膜还是固定化细胞所构成的单级生物脱氮系统目前均处于实验室或中试规模的研究阶段∀一些新型反应器如 碳源循环单级生物脱氮反应器和新型生物纤维膜反应器已显示出了巨大的潜在应用价值 将是未来单级生物脱氮领域研究的主要方向之一∀某些经济技术方面的研究表明 硝化菌和反硝化菌混合固定的单级生物脱氮技术具有良好的工作应用前景 今后应进一步完善传质和反应动力学方面的研究 以便为工程设计提供相适应的参数∀参考文献εταλN G.CO M张自杰林荣忱 金儒霖 排水工程 第二版 北京 中国建筑工业出版社εταλεταλ电话传真Ε αιλ收稿日期。
新型生物脱氮技术
2 NO3- + 10H+ + 10e-
N2 + 2OH+ + 4H2O
2 NO2- + 6H+ + 6e-
N2 + 2OH+ + 4H2O
4
2、传统脱氮工艺
1932年，Wuhrmann利用内源反硝化建立了后置反硝化工艺。 1962年，Ludzack和Ettinger提出前置反硝化工艺。 1973年，Barnard结合前两种工艺提出A/O工艺。 后来出现的各种改进工艺，Bardenpho、A/A/O等等
4、臭氧湿式氧化 一种处理含氨氮废水比较有效的技术。碱性条件下，通过O3的湿式氧化过程产 生一些氧化能力很强的OH自由基，氧化水中氨氮。 可作为含有机物又含无机污染物废水的预处理； 也可作为废水深度处理后处理进一步降解废水中污染物。
18
5、生物电极脱氮技术
生物法和电化学结合起来的一种处理硝酸态氮污染水的生物电极法。 污水中的硝酸态氮在生物和电化学双重作用下降解，而微电流又可以刺激微生 物代谢活动。 把脱氮菌作为生物膜固定在一炭为材料的电极上，称为固定化微生物电极。 通过电极间通电产生的电解氢作为电子供体。
2、固定化催化氧化技术 将 Nitrosomonas ,Nitrosospira,Nitrosococcus和Nitrosolobus 等亚硝化细菌混 合固定在一起。 选择合适的无机催化剂（如含铁化合物）。
废水中的NH4+ 首先被微生物氧化成NO2-、NO3-, 再在无机催化剂下分解为N2和 N2O。
以下是两种传统生物脱氮工艺：
a 、传统三级生物脱氮工艺：将含碳有机物的去除和氨化、硝化及反硝化
在三个池中独立进行。
全自养生物脱氮新工艺研究进展
（ ・ ｅ ａｔｅ ｔ ｆ ｔｒ ｏ ｕｉｎＣ ｎｒｌ ｅｈ ｏ ｇ ， ｈｎｓ ｅｅｒｈＡ ａｅ ｙｏ ｎｉ ｎ ｎａ Ｓｉｎｅ。 ｅ ｉｇ１０ １ ； １Ｄ ｐｒ ｎ ｅ ｌ ｔ ｏｔ ｃｎｌ ｙ Ｃ ｉｅｅＲ ｓａｃ ｃｄｍ ｆ ｖ ｏｍｅｔｌ ｃｅｃｓ Ｂｉｎ ０ ０ ２ ｍ ｏ Ｗａ Ｐ ｌ ｏ ｏ Ｔ ｏ Ｅ ｒ ｊ
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维普资讯
第 ７卷第 ４期
２００６年 ４ 月
环 境污染治理技 术与设备
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ｂ ｎ ａ ｄ ｅ ｒ ｙ ｃ ｎ ｕ ｐ ｉｎ ｏ ｈｅ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ａｅ ｒ ｌ ｔ ｅｙ ｌ ｗ ， ｉｈ ａ ｅ ｓ ｉａ ｌ ｏ ｈ ｒ ａ ｍｅ ｔｏ ｍ ｍｏ ｉ ｏ ｎ ｎｅｇ ｏ ｓ ｍ ｔ ｆｔ ｓ ｒ ｃ ｓ ｅ ｒ ｅａ ｉ ｌ ｏ ｗｈ ｃ ｒ ｕ ｔｂ ｅ ｆ ｒｔ ｅ ｔｅ ｔ ｎ ｆａ ｏ ｖ ｎ． ａ ｗａ ｔｗａ ｅ ｔ ｏ ａ ｂ ｎ ｍ ｓｅ ｔｒｗｉｈ ｌ ｗ ｃ ｒ ｏ ／ｎｉ ｇ ｎ ｒ ｔｏ Ｔｈ ｒｎ ｉ ｌ ｓａ ｄ ｃ ｒ ｃｅ ｓｉ ｓｏ ｈ ｓ ｏ ｅ ｓ ｓａ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ｔ ｅ ａｉ ． ｏ ｒ ｅｐ ｉ ｃｐ ｅ ｎ ｈａ ａ ｔ ｒ ｔｃ ｆｔ ｅ ｅｐｒ ｃ ｓ ｅ ｒ ｅ ｉｗｅ ｉ ａ ｄ ｔ ｅｒｒ ｓ ａ ｃ ｒ ｓ ｅ ｔａ ｄ ａ ｐｉ ａｉｎ ａ ｅ ａｓ ｉｃ ｓ ｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． ｎ ｈ ｉ ｅ ｅ ｒ ｈ ｐ ｏ ｐ ｃ ｎ ｐ ｌ ｔｏ ｒ ｌｏ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｃ Ｋ ｅ ｒ ｓ ｃ ｍ ｐ ｅｅ ａ ｔｔｏ ｈｉ ｌｗ ａ ｂ ｎ ｉｒ ｇ ｎ ｒ ｔ ｙ ｗｏ ｄ ｏ ｌｔ ｕ ｏｒ ｐ ｃ； ｏ ｃ ｒ ｏ ／ｎ ｔｏ ｅ ａ ｉ ｏ
厌氧氨氧化工艺研究新进展
（ 亚 硝酸盐 氮是厌 氧氨氧 化的关键 性 电子 受体， 阶段 只需将 ２ ） 硝化 Ｎ ４ Ｈ＋ 氧化为 Ｎ ： Ｏ一 ， 这样可减少 ６ ． ２ ％的耗氧量， ５ 供氧能耗大幅下降 。 （ 厌 氧氨氧化 的产酸量 大为降低 ， 量更降 至零 ， ３ １ 产碱 能够节 约大量 的中和试剂 。 ｆ 厌 氧氨氧 化工艺 的污泥 产量少， 为传统 生物脱氮 工艺污 泥产 ４ ） 仅 量的 ８ ％左 右， 形中减少 了污泥后续处理和处置 的费用及环境压力 。 无 ２厌 氧氨氧化工艺的应用研究 ． 开发任 何一种 工艺 或技术 的最终 目的， 是要运用 其来解 决实 必定 际 问 题，ｎ ｍ ｏ 也 不 例 外 。 厌 氧 氨 氧 化 的 反 应 基 质 为 Ｎ ２ Ｎ和 Ａａ ｍｘ Ｏ－ － Ｎ ｌ一 实际废水 中几乎不含 ＮＯ 一 所 以需要 通过一定 的工 艺条件转 ｉ２ Ｎ， ￣ Ｎ， 化而来 。 目前， 厌氧氨氧化的应用主要有两种途径： 种为亚硝化 和厌氧氨氧化 在不同的反应器 中分别进行， Ｈ — 即Ｓ Ａ Ｒ Ｎ ｆｎ ｌ ｒ ｃ ｒｏ ｈ ｈ ｍ ｏ ｉ ｍ ｖｌ ｖｒｉ ｔ 一 ｎ ｍ ｏ ￣合 Ｏ ｉ ｅ ｅ ｔ ｒ ｉ ｍ ｎ ｍｒ ｏａ ｏｅｎ ｒｅ Ａ ａ ｍ ｘ ｓ ｇ ａ ｏｆ ｇ ａ ｕ ｅ ｔ ） ｉ 工艺： 一种 则 是 这 两个 反应 在 同 一反 应 器 中完 成， Ｃ ＮＯ （ｏ — 另 即 Ａ Ｎ ｃｍ
染。
技术特点所决定的 ， 原因在于：
①在厌氧氨 氧化过程 中， 由于厌 氧氨 氧化菌是 自养菌， 碳酸盐， 氧 二 化 碳是其 生长所需 的无机碳源所 以氨氮的氧化无需 分子氧参与， 同时 亚硝态 氮的还原 也无需 有机碳源， 大大降低 污水好氧生 物脱氮 的 这将 运 行费用； ②Ａ ａ ｍ ｘ ｎｍ ｏ 微生物 的增长率 （ 增时间为 ｌ ｄ与产 率ｆ １ ｇ Ｓ ｌ 倍 ） １ ０ ［ Ｓ ｇ ． Ｖ ／ １ Ｈ１ ） 常低 的， 污泥产量 低， 是非 故 然而氮 的转化率却 为０ ５ｍ ［］ｍ ． ｇ ／ ｇ ２ Ｎ氧氨氧化 的 Ｎ ４ Ｎ （ Ｈ ＋ Ｏ 理想量 比为 １ １ ２ 与 ：． ； ３ ④在 Ａ ａ ｍ ｘ Ｓ Ａ Ｏ 组合工艺 中， ｎｍ ｏ＋ｉ Ｒ Ｎ ｌ 在不投加 任何化学药品的条 件 下， 既能降低 污水处理 厂的运行 费用 ， 又能够实现氮的高效去除。
《2024年污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》范文
《污水生物脱氮除磷工艺的现状与发展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，污水处理问题日益突出。
其中，氮、磷等营养物质的排放对水环境造成了严重污染。
污水生物脱氮除磷工艺作为一种高效、经济的污水处理技术，得到了广泛的应用和关注。
本文将介绍污水生物脱氮除磷工艺的现状，并探讨其未来的发展趋势。
二、污水生物脱氮除磷工艺的现状1. 工艺原理污水生物脱氮除磷工艺主要利用微生物的作用，通过一系列的生化反应，将污水中的氮、磷等营养物质转化为无害物质，从而达到净化水质的目的。
该工艺主要包括硝化、反硝化、厌氧释磷和好氧吸磷等过程。
2. 常见工艺目前，常见的污水生物脱氮除磷工艺包括A/O（厌氧/好氧）工艺、A2/O（厌氧-缺氧-好氧）工艺、MBBR（移动床生物反应器）工艺等。
这些工艺在不同领域得到了广泛应用，取得了显著的成效。
3. 现状分析（1）优点：污水生物脱氮除磷工艺具有处理效率高、运行成本低、污泥产量少等优点，能够有效地去除污水中的氮、磷等营养物质。
（2）挑战：然而，该工艺在应用过程中也面临一些挑战，如硝化菌和反硝化菌的生长条件差异大、运行管理复杂等。
此外，某些工业废水中的特殊成分可能对微生物产生抑制作用，影响处理效果。
三、污水生物脱氮除磷工艺的发展趋势1. 技术创新随着科技的不断进步，新的污水处理技术不断涌现。
未来，污水生物脱氮除磷工艺将更加注重技术创新，通过优化工艺参数、改进设备结构、提高微生物活性等方式，提高处理效率，降低运行成本。
2. 组合工艺为了进一步提高处理效果，未来将更加注重将不同的污水处理工艺进行组合。
例如，将物理、化学和生物处理方法相结合，形成组合工艺，以适应不同类型污水的处理需求。
3. 智能化管理随着信息技术的发展，污水处理行业的智能化管理将成为未来发展的重要方向。
通过引入物联网、大数据、人工智能等技术手段，实现对污水处理过程的实时监控、远程控制和智能调度，提高运行管理的效率和准确性。
4. 资源化利用为了实现污水的资源化利用，未来将更加注重对污水处理过程中产生的污泥进行资源化利用。
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－１３５．５ ｋＪ／ｍｏｌ Ｎ 第二步 ０．５ＮＨ４＋＋０．５ＮＯ２－→０．５Ｎ２＋Ｈ２Ｏ
－１７９．４ ｋＪ／ｍｏｌ Ｎ 总反应 ＮＨ４＋＋０．７５Ｏ２→０．５Ｎ２＋１．５Ｈ２Ｏ＋Ｈ＋
－３１４．９ ｋＪ／ｍｏｌ Ｎ 该工艺的核心技术是在限氧亚硝化阶段通过严 格控制溶解氧水平，将近 ５０％的 ＮＨ４＋ 转化为 ＮＯ２－， 实 现 硝 化 阶 段 稳 定 的 出 水 比 例 ＮＨ４＋／ＮＯ２－＝１ ∶ （１．２±０．２），从而为厌氧氨氧化阶段提供理想的进 水，提高整个工艺的脱氮效率。 在限氧亚硝化脱氮过程中，ＯＬＡＮＤ 工艺理论上 只需将一半的氨氮氧化，所以可比传统的硝化反硝 化工艺节省 ６２．５％的耗氧量；同时，由于在厌氧氨氧 化过程中氨氮作为亚硝酸盐氮还原的电子供体，所 以不需外加有机碳源；好氧氨氧化菌（主要是亚硝化 单胞菌和硝化杆菌） 和厌氧自养菌在限氧条件下生 长都非常缓慢，产生的生物量很少，所以产生的污泥 量也很少，这些特点都将有效降低其运行成本。 目前，ＯＬＡＮＤ 系统主要采用两种反应器型式， 一种是一体化生物膜（ＲＢＣ）反应系统，另一种是两
同时硝化反硝化的机理可以从物理学、微环境 理论和微生物学等多重角度来分析。从宏观来看，整 个反应器处于完全均匀的混合状态是不可能的，由 于曝气方式和曝气装置的不同，都可能在生物反应 器内形成缺氧及厌氧区。从微观环境来看，由于氧扩 散的限制，在微生物絮体内产生 ＤＯ 梯度从而导致 微环境的 ＳＮＤ 发生。微生物絮体的外表面 ＤＯ 较 高，以好氧硝化菌为主；深入絮体内部，氧传递受阻 及外部氧的大量消耗，产生缺氧区，反硝化菌占优 势。微生物学的解释有别于传统理论，近年来，好氧 反硝化菌和异养硝化菌的发现，打破了传统理论认 为硝化反应只能在好氧条件下由自养菌完成和反硝 化只能在缺氧条件下进行的观点。
目前利用厌氧氨氧化反应理论开发的脱氮工艺 有荷兰 Ｄｅｌｆｔ 技术大学开发的 ＡＮＡＮＭＭＯＸ 工艺和 比利时 Ｇｅｎｔ 微生物生态实验室开发的 ＯＬＡＮＤ 工 艺两种，但是都只处在小试阶段，还缺乏大型实际工 程的实践检验。 ２．３ 同时硝化反硝化（ＳＮＤ）
同时硝化和反硝化是指硝化与反硝化反应同时 在相同操作条件下和同一反应器中实现：（１） 硝化 过程的产物是反硝化的反应物；（２） 硝化使系统的 ｐＨ 下降，而反硝化使系统 ｐＨ 上升，产生硝化所需 的碱。这个工艺技术的开发充分利用了反应器供氧 不均匀的客观现象，同时硝化反硝化的活性污泥系 统为今后简化生物脱氮技术并降低投资提供了可 能。
在传统生物脱氮工艺中，生物脱氮途径为： ＮＨ４＋→ＮＯ２－→ＮＯ３－→ＮＯ２－→Ｎ２， 称 为 全 程 硝 化 反 硝 化；短程硝化的脱氮途径为：ＮＨ４＋→ＮＯ２－→Ｎ２，通过 抑制硝化菌（Ｎｉｔｒｏｂａｃｔｅｒ）的活性，使硝化的第二阶段 被抑制，从而使硝化的产物停留在 ＮＯ２－ 阶段，然后 在反硝化阶段将 ＮＯ２－－Ｎ 还原为 Ｎ２。
与传统的硝化 － 反硝化脱氮工艺相比，短程硝 化 － 反硝化具有以下优点：（１） 硝化阶段需氧量减 少 ２５％；（２） 反硝化阶段所需碳源减少 ４０％，反硝 化率提高 ６３％；（３） 厌氧反硝化阶段剩余污泥量减 少 ３００％；（４） 水力停留时间较短，反应器的容积可 减少 ３０％￣４０％；（５） 减少了投碱量；（６） 缩短了反应 历程，增加了脱氮效率。
１ 传统废水生物脱氮原理
传统废水生物脱氮工艺主要是依靠好氧硝化把 氨氮转化为硝态氮，然后在缺氧条件下将硝态氮转 化为氮气，从而从废水中去除。 １．１ 硝化反应
在好氧条件下，将 ＮＨ４＋ 转化为 ＮＯ２－ 和 ＮＯ３－ 的 过程称为硝化反应。此作用是由亚硝酸菌和硝酸菌 两种化能自养型微生物共同完成的。
２ 废水生物脱氮新技术
近年来的许多研究表明，硝化反应不仅可以由 自养菌完成，某些异养菌也可以起硝化作用；反硝化 不只在缺氧条件下进行，某些细菌也可在好氧条件 下进行反硝化；许多好氧反硝化菌同时也是异养硝 化菌，并能把 ＮＨ４＋ 氧化成 ＮＯ２－ 后直接进行反硝化 反应。由此发展起来的新工艺主要有：短程硝化反硝 化、同时硝化反硝化、厌氧氨氧化、限氧自养硝化反 硝化、好氧反硝化等。 ２．１ 短程硝化 － 反硝化
关键词 生物脱氮 新工艺 机理 发展趋势 中图分类号 Ｘ ５１１
近年来，随着工业化和城市化程度的不断提高， 大量含有氮、磷的营养物进入水体，致使水体富营养 化日益严重。传统的生物脱氮工艺，如 Ａ／Ｏ 法、Ａ２／Ｏ 法等硝化阶段进行曝气通常需要消耗大量的能量， 反硝化作用阶段则需要额外投加有机碳源，虽然能 起到脱氮效果，但仍存在以下一些问题：（１） 硝化菌 群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度，造成系统 总水力停留时间较长，有机负荷较低，增加了基建投 资和运行费用；（２） 系统为维持较高生物浓度及获 得良好的脱氮效果，必须同时进行污泥回流和硝化 液回流，增加了动力消耗及运行费用；（３） 抗冲击能 力弱，高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌生 长；（４） 为中和硝化过程产生的酸度，需加碱中和， 增加了处理费用。随着近年来微生物学等技术的发 展及工程应用方面的实践，人们在生物脱氮机理及 新技术方面取得了一定的成果。本文系统介绍了近 年来生物脱氮新技术的原理、特点和应用现状，并指 出了生物脱氮技术的发展趋势。
ＮＨ４＋＋３／２Ｏ２ 亚硝酸菌→ＮＯ２－＋２Ｈ＋＋Ｈ２Ｏ
ＮＯ２－＋１／２Ｏ２ 硝酸菌→ ＮＯ３－
１．２ 反硝化反应 在无氧或缺氧条件下，反硝化菌将 ＮＯ２－ 和 ＮＯ３－
还原成 Ｎ２ 的过程，称为反硝化反应。 ６ＮＯ３－＋２ＣＨ３ＯＨ→２ＣＯ２＋６ＮＯ２－＋４Ｈ２Ｏ ６ＮＯ２－＋３ＣＨ３ＯＨ→３ＣＯ２＋３Ｎ２＋３Ｈ２Ｏ＋６ＯＨ－
国内外对 ＳＮＤ 进行了大量的研究。Ｇｕｐｔａ 等研 究了生物转盘中的 ＳＮＤ 现象，证实了好氧反硝化菌 的存在。Ｙｏｏ 等研究了间歇式曝气反应器中的 ＳＮＤ 现象，并确定了关键的控制参数，在最佳条件下，氨 氮去除率均高达 ９０％以上，同时还可以去除 ９５％以 上的 ＣＯＤ。
同时硝化反硝化过程具有以下优点：（１） 完全 脱氮、降低曝气量、节省能耗并增加设备处理负荷； （２） 减少碱度的消耗；（３） 简化系统的设计和操作； （４） 能使厌氧硝化和好氧反硝化同时进行，从而实 现低碳源条件下的高效脱氮。
第 ３３ 卷 第 １１ 期 ２００８ 年 １１ห้องสมุดไป่ตู้月
上海化工 Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ
·１·
环境保护
生物脱氮新工艺研究进展
王英阁 胡宗泰
郑州市污水净化有限公司 （河南郑州 ４５０００１）
摘 要 分析了传统生物脱氮工艺存在的问题，系统介绍了短程硝化 － 反硝化、厌氧氨氧化、同时硝化反硝化、好氧 除氨工艺、全自养脱氮工艺等生物脱氮新工艺的机理、特点和研究现状，同时指出了新技术存在的问题和 今后研究的发展趋势。
第 １１ 期
王英阁等：生物脱氮新工艺研究进展
·３·
同时硝化反硝化工艺的不足之处就是影响因素 较多，过程难以控制。但关键是在有 ＤＯ 的条件下如 何实现反硝化反应。目前有两种方法可以实现在有 ＤＯ 条件下的反硝化：一是从微生物的角度出发，筛 选出能在有氧情况下进行反硝化的好氧反硝化菌； 二是合理设计反应器，通过调整反应器构造及选择 适宜的操作手段人为地使反应器内同时存在缺氧、 厌氧段环境，或者利用生物膜或者菌胶团中 ＤＯ 的 扩散梯度，形成反硝化所需的缺氧 ／ 厌氧环境。 ２．４ 全自养脱氮工艺 ２．４．１ 两阶段限氧自养硝化反硝化工艺（ＯＬＡＮＤ）
阶段悬浮式膜生物反应系统（ＭＢＲ）。Ｐｙｎａｅｒｔ 等研究 了投加生物催化剂情况下 ＯＬＡＮＤ 工艺在 ＲＢＣ 反 应系统中的启动情况。ＯＬＡＮＤ 工艺仅在生物膜系统 中获得了良好的效果，在悬浮系统中低氧下活性污 泥的沉降性、污泥膨胀以及同步硝化反硝化等问题 仍有待于进一步研究与完善。 ２．４．２ 一体化完全自养脱氮系统（ＣＡＮＯＮ）
厌氧氨氧化是指在厌氧条件下，微生物直接以 ＮＨ４＋ 为电子供体，以 ＮＯ２－ 或 ＮＯ３－ 为电子受体，将 ＮＨ４＋ 转变成 Ｎ２ 的生物过程。到目前为止，厌氧氨氧 化的反应机理还不明确，目前大家普遍接受的是羟 氨途径：
１９９４ 年，Ｍｕｌｄｅｒ 等发现荷兰 Ｄｅｌｆｔ 大学一个污 水脱氮流化床反应器存在 ＮＨ４＋ 消失现象，且随 ＮＨ４＋ 和 ＮＯ２－ 的消耗，有 Ｎ２ 生成。１９９５ 年，Ｍｕｌｄｅｒ 等在研 究脱氮流化床反应器时发现，在厌氧条件下，氨氮的 消失与硝态氮的消耗同时发生并呈正相关。Ｊｅｔｔｅｒｎ 提出 ＡＮＡＭＭＯＸ 工艺的温度范围是 ２０￣４３ ℃，最佳 温度为 ４０ ℃，ｐＨ 在 ６．７￣８．３ 时运行得最好。Ｚｈｅｎｇ Ｇｏｎｇ 等利用曝气膜生物反应器基于 ＡＮＡＭＭＯＸ 工 艺研究了自养脱氮。国内哈工大的李捷等采用缺氧 下向流生物膜滤池研究 ＡＮＡＭＭＯＸ 工艺在城市生 活污水深度处理中的效能，取得了满意的结果。
与传统的硝化 － 反硝化技术相比，厌氧氨氧化 有如下优点：（１） 由于氨可直接用作反硝化的电子 供体，因此不再需要外加有机物（如甲醇）作电子供
体，既可节省费用，也可防止二次污染；（２） 由于可 以经济有效地利用氧，供氧能耗大幅度下降；（３） 由 于厌氧氨氧化一步完成，产酸量可大幅度下降，产碱 量降为零，可节省中和试剂。
ＯＬＡＮＤ 工艺是限氧亚硝化与厌氧氨氧化相耦 联的一种新颖的生物脱氮反应工艺，该工艺分两个 过程进行：第一步是在限氧条件下将废水中的部分 氨氮氧化为亚硝酸盐氮；第二步是在厌氧条件下亚 硝酸盐氮与剩余氨氮发生厌氧氨氧化反应，从而去 除含氮污染物。其机理是由亚硝化细菌对亚硝酸盐 氮催化进行歧化反应，所涉及的反应式为：
一体化完全自养脱氮系统 （生物膜内自养脱氮 工艺） 是由 Ｄｉｊｋｍａｎ 等利用好氧和厌氧氨氧化菌的 共生系统开发的在限氧条件下的一步除氮工艺。 ＣＡＮＯＮ 工艺实质上是通过控制生物膜内溶解氧的 浓度实现短程硝化反硝化，使生物膜内聚集的亚硝 化菌和 ＡＮＡＭＭＯＸ 微生物能同时生长，满足生物膜 内一体化完全自养脱氮工艺实现的条件。环境中的 氨氮与溶解氧是决定 ＣＡＮＯＮ 工艺的两个关键因 素，Ｇｕａｎｇｚｈｉ Ｓｕｎ 等研究了 ＣＡＮＯＮ 工艺在湿地系 统中的物料恒算问题。在对生物膜和颗粒污泥的研 究中发现，生物膜内硝化细菌与亚硝化细菌受传质 限制等影响，亚硝化细菌占据生物膜表层成为优势 菌种，而 ＡＮＡＭＭＯＸ 细菌生长于膜内部的厌氧层。 膜表层进行亚硝化作用，而氨氮与亚硝酸盐可以扩 散至厌氧层内进行 ＡＮＡＭＭＯＸ 反应，由此提出了生 物膜完全自养脱氮工艺。ＣＡＮＯＮ 工艺目前还处于研 究阶段，没有真正应用到工程实践中。 ２．５ 好氧除氨工艺（Ａｅｒｏｂｉｃ Ｄｅａｍｍｏｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ）