短程硝化反硝化技术研究进展
基于在线监测技术的短程硝化控制技术研究进展
河南科技Henan Science and Technology化工与材料工程总第818期第24期2023年12月收稿日期：2023-08-06作者简介：王艺涵（1999—），女，硕士生，研究方向：污水深度处理与资源化。
通信作者：吴朕君（1985—），男，博士，副教授，研究方向：污水深度处理与资源化。
基于在线监测技术的短程硝化控制技术研究进展王艺涵1姚远1吴朕君1,2（1.河南工业大学环境工程学院，河南郑州450001；2.河南鑫安利安全科技股份有限公司博士后科研工作站，河南郑州450001）摘要：【目的】目前污水处理中生物脱氮面临着高能耗、碳源需求量大的问题，短程硝化-反硝化技术是一种低能耗、高效率的脱氮工艺，但该工艺在处理低C/N 污水中的启动和稳定运行较难实现。
由于工艺稳定运行的关键是将硝化反应控制在亚硝态氮阶段，因此需要对溶解氧（DO ）、pH 和氧化还原电位（ORP ）与短程硝化脱氮过程的相关性进行研究。
【方法】对现有控制参数研究，对监测数据进行一阶导算法优化处理，对优化处理数据的可行性进行研究分析。
【结果】研究结果表明，利用包括pH 、DO 、ORP 等在线监测手段，通过一阶导优化处理数据，可实现短程硝化-反硝化SBR 的智能化运行。
【结论】研究结果可为短程硝化工艺的优化控制和稳定运行提供更加全面的参考和依据。
关键词：短程硝化；控制方法；在线监测；研究进展中图分类号：X5文献标志码：A文章编号：1003-5168（2023）24-0086-05DOI ：10.19968/ki.hnkj.1003-5168.2023.24.018Research Progress on Control Methods Based on On-Line Monitoringfor Short-Cut NitrificationWANG Yihan 1YAO Yuan 1WU Zhenjun 1，2(1.Henan University of Technology,School of Environmental Engineering,Zhengzhou 450001,China;2.Henan Xinanli Security Technology Co.,Ltd.,Post-Doctoral Workstation,Zhenghzou 450001,China)Abstract:[Purposes ]At present,biological nitrogen removal in wastewater treatment faces the problemsof high energy consumption and large demand for carbon sources.Short-range nitrification and denitrifi⁃cation technology is a nitrogen removal process with low energy consumption and high efficiency,but it is difficult to realize the start-up and stable operation of this process in the treatment of low C/N wastewa⁃ter.Since the key to the stable operation of the process is to control the nitrification reaction in the ni⁃trous nitrite stage,it is necessary to study the correlation between dissolved oxygen (DO),pH and REDOX potential (ORP)and the denitrification process.[Methods ]The existing control parameters were studied,the monitoring data was optimized by first-order guide algorithm,and the feasibility of the opti⁃mized data was analyzed.[Findings ]The results showed that the intelligent operation of short-range nitrification-denitrification SBR could be realized by using online monitoring means including pH,DO,ORP,and first-order guided optimization of data processing.[Conclusions ]The research results can pro⁃vide a more comprehensive reference and basis for the optimal control and stable operation of the short-range nitrification process.Keywords:short-cut nitrification;control methods;on-line monitoring;research progress0引言市政污水和工业废水中含有大量含氮污染物（氨氮、亚硝态氮和硝态氮），直接排放将造成水体氮污染，进而造成水体黑臭。
短程硝化反硝化的研究详解
短程硝化反硝化的研究进展摘要短程硝化反硝化技术主要用于处理高氨氮质量浓度和低C/N比的污水。
成功实现短程硝化反硝化技术的关键是将硝化反应控制并维持在亚硝酸盐阶段，不进行亚硝酸盐至硝酸盐的转化。
本文探讨了短程硝化反硝化的机理并对氨氧化菌的分子生物学研究进行了分析，同时探讨了A/SBR工艺的应用。
关键词短程硝化反硝化氨氧化菌A/SBR1 引言近年来，随着工业化和城市化进程的不断提高，大量氮、磷等营养物质进入水体，水体富营养化的现象日益严重，由于常规的活性污泥工艺硝化作用不完全，反硝化作用则几乎不发生，总氮的去除率仅在10%～30%之间，出水中还含有大量的氮和磷[1]。
因此，只有对常规的活性污泥法进行改进，加强其生物脱氮功能，才能解决日益突出的受纳水体“富营养化”问题。
目前，各城市污水处理厂均应用新的运行方法和控制策略进行脱氮除磷。
随着新的微生物处理技术的介入，污水处理设施的功效得到显著提高。
短程硝化反硝化技术对于处理这种污水在经济和技术上均具有较高的可行性。
短程硝化反硝化技术已成为脱氮领域研究的热点。
其研究内容主要集中在实现氨氧化菌在反应器的优势积累、构造适于氨氧化菌长期稳定生长并抑制亚硝酸氧化菌的最佳环境因素、优化过程控制模式实现持续稳定的短程硝化等。
2 短程硝化反硝化的机理生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程。
第一步是由氨氧化菌( ammonium oxidition bacteria，AOB) 将NH4-N氧化NO-2-N的亚硝化过程;第二步是由亚硝酸氧化菌( nitrite oxidition bacteria，NOB) 将NO-2-N氧化为NO-3-N的过程。
然后通过反硝化作用将产生的NO-3-N经由NO-2-N、NO或N2O转化为N2，NO-2-N 是硝化和反硝化两个过程的中间产物。
V oets等(1975)在处理高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程NO-2-N积累的现象，首次提出了短程硝化反硝化生物脱氮的概念[2]。
短程硝化反硝化技术研究进展
短程硝化反硝化技术研究进展短程硝化反硝化技术是一种能够高效去除废水中氨氮的技术，近年来在废水处理领域受到了广泛关注。
本文将对短程硝化反硝化技术的定义、原理、应用以及研究进展进行综述，并分析其存在的问题和未来发展方向。
一、短程硝化反硝化技术的定义与原理短程硝化反硝化技术是一种利用微生物将废水中的氨氮转化为硝酸盐，然后经过反硝化作用将硝酸盐还原为氮气的过程。
这一过程通常发生在同一容器或同一系统中，通过提高氨氮转化效率和减少氮素排放量来实现废水的高效处理。
短程硝化反硝化技术的原理主要基于厌氧颗粒污泥技术。
在一个薄膜生物反应器中，通过在厌氧区内添加适量的反硝化菌，并在硝化区内供氧，实现了氨氮的转化和去除。
在硝化区，氨氮被氧化为亚硝酸盐，然后通过膜壁进入反硝化区进行反硝化过程。
通过这种方式，可以在相对较短的距离内完成硝化和反硝化过程，提高氨氮的去除效率。
二、短程硝化反硝化技术的应用1. 市政废水处理：短程硝化反硝化技术可用于大型污水处理厂的废水处理过程中。
通过优化系统操作条件和生物反应器设计，可以高效去除废水中的氨氮，并减少对环境的负面影响。
2. 工业废水处理：短程硝化反硝化技术也可以应用于工业废水处理。
例如，在农业养殖行业中，废水中的氨氮是一种主要的污染物，使用短程硝化反硝化技术可以有效降低氨氮排放量，减少水体的污染。
三、短程硝化反硝化技术研究进展1. 进一步提高氨氮去除率：目前，研究人员正致力于优化短程硝化反硝化技术，进一步提高氨氮去除率。
一种方法是改进厌氧区内菌群的结构和功能，提高其对氨氮的吸附和转化能力。
另一种方法是优化氧化区内的条件，提高硝化菌对氨氮的氧化效率。
2. 深入研究硝化反硝化菌的特性：硝化反硝化菌是短程硝化反硝化技术中的关键微生物。
深入研究这些菌的特性和代谢途径，对于提高技术的应用效果和改进反应器性能具有重要意义。
一些研究表明，通过工程菌群，可提高菌群的氨氮转化效率。
3. 探索新型反应器设计和操作策略：新型反应器设计和操作策略是进一步发展短程硝化反硝化技术的关键。
短程硝化_反硝化生物脱氮技术研究
产物的比例高于90 %[3 ] ·因此 ,实现短程硝化的
p H 值宜控制在 714～813 之间·
(3) 游离氨
废水中氨随 p H 值不同分别以分子态和离子
态形式存在·分子态游离氨 ( FA) 对硝化作用有明
76
沈 阳 大 学 学 报 第 19 卷
显的抑制作用 ,硝酸菌比亚硝酸菌对 FA 更敏感· 徐冬梅等人发现 016 mg/ L 的 FA 几乎可以抑制 硝酸 菌 的 活 性 , 从 而 使 HNO2 氧 化 受 阻 , 出 现 HNO2 积累只有当 FA 达到 5 mg/ L 以上时才会
2 短程硝化 - 反硝化新工艺优势
由图 1 可以明显看出 ,由于短程硝化 - 反硝
化比 全 程 硝 化 减 少 了
N
O
2
→NO3-
和 NO3-
→
NO2- ,这使得短程硝化 - 反硝化具有以下优点 :
①在硝化阶段减少了 NO2- →NO3- 的过程 ,
降低了耗氧量 ,减少了能耗 ;
②在反硝化阶段减少了 NO3- →NO2- 的过
能的·短程硝化的标志是稳定且较高的 HNO2 积 累 (大于 50 %) ·下面分析影响亚硝酸积累的主要 因素·
(1) 温度
温度对生物反应有很大影响·升高温度 ,一方 面可以加快酶促反应 ,另一方面也可加快酶变性
失活·生物硝化反应在 4～45 ℃内均可进行 ,适宜 温度为 20～30 ℃·Hellinga 等人通过呼吸试验发 现 ,在处理厌氧消化污泥分离液的系统中 ,氨氧化
1 生物法脱氮及短程硝化原理
(1) 传统生物脱氮原理·传统废水生物脱氮 就是模拟自然生态中氮的循环 , 利用污泥中的专
性好氧硝化菌和兼性厌氧反硝化菌的联合作
短程硝化反硝化脱氮技术的研究进展
４ 个属组成。近年来 ， 通过对硝化菌 １ＳＲ Ａ的核酸探针测试表 ６ｒＮ
明 ： 成 亚 硝 态 氮 氧 化 的 优 势 菌 种 为 硝 化 螺 菌 属 而 非 硝 化 杆 菌 完 属 。亚 硝 化 菌 和 硝 化 菌 生 化特 性 比较 见表 ｌ 。 表 １ 亚 硝 化 菌 和硝 化 茵 主要 生化 特 征 比较 亚 硝 化 菌 自养 性 需 氧性 世代时 间 ／ ｈ 产 率 系 数 Ｙ ／ ｍｇ 胞 ／ 细 ｍ 基质） ｇ 氧 饱 和 常 数 Ｋ／ ｍｇ Ｌ （ ／） 专 性 硝 化 菌 兼 性
最适温度 ／ ℃
最适 ｐ Ｈ值 有 毒 物 质
２ ５～３ ℃ ０
７５ ． ．～８０ 敏 感
２ ～３ ℃ ５ ０
７５～ ． ． ８Ｏ 较 为 敏 感
河南科技 ２ １ ．上 ７９ ０ ０１
羹
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氮 （ ｊ 弋 Ｎ！
菌属（ ｉｏｏｏｕ ）总共 有 ｌ 种亚硝化细菌 。廖 雪义等 从土壤 Ｎ ｔ ｓｌｂ ｓ ， ｒ ５
中分 离到 一株 亚 硝化 速率 较高 的菌 株 ， 定 为亚硝 化单 胞菌 鉴
属 （ ｉｏｏ ｏ ａ ｐ ， Ｎｔ ｓｍ ｎｓｓ ） 发现 该菌 株能 同时进行硝 化和 反硝化作 ｒ
般 条 件 下 实现 短程 硝化 反硝 化是 比较 困难 的 短程 硝化 反硝 化 ０２～ ． ． ０４ １ ． ． ２～１ ５
技术的关键是将 硝化控制在亚 硝化 阶段 ， 即是对 亚硝化菌 和 也
硝 化 菌 的 控 制 ： 因此 ， 何 实 现 短 程 硝 化 成 为 国 内 外 学 者 对 短 如 程硝 化反 硝 化 技 术 的 研 究 重 点 ， 究 方 向可 概 括 为 ２ 面 ： 方 研 方 一
生物膜法短程硝化反硝化研究进展
生物膜法短程硝化反硝化研究进展[摘要]本文主要列举了现阶段生物膜法短程硝化反硝化的研究，得出不同生物膜法短程硝化反硝化的影响因素和如何控制条件以实现稳定的短程硝化反硝化过程，以及对生物膜法短程硝化反硝化的研究进行展望。
[关键词]生物膜法；短程硝化反硝化；氨氧化菌；亚硝酸盐累积短程硝化反硝化技术以可以节省大约 25 %的耗氧量，大约40 %的反硝化碳源。
该技术具有污泥产率低特点，已经成为目前脱氮技术研究的焦点。
活性污泥法尤其是序批式反应器(SBR)的短程硝化反硝化技术已经挺成熟了，生物膜法短程硝化反硝化虽然没有活性污泥法的那么成熟，但也有一定的研究，而且有很大的研究空间。
1 短程硝化反硝化理论及其影响因素1.1 短程硝化反硝化原理硝化过程分为两个反应步骤，把废水中的游离氨转变成硝酸盐过程，第一个反应为在氨氧化菌的作用下将氨氮转变成亚硝酸盐的过程；第二个反应为亚硝酸氧化菌的作用下把亚硝酸盐转变成硝酸盐(NO-)的过程。
硝化过程必须为有氧环3境下反应的，氧气起着电子受体的作用，短程硝化反硝化技术为把硝化过程控制在亚硝化过程，实现亚硝酸盐的累积。
1.2 短程硝化的影响因素-积累的影响因素主要有温度、游离氨(FA)、pH、溶解氧浓度、抑制剂、NO2泥龄等。
详见表 1。
2 生物膜法原理及特点2.1 生物膜法原理生物膜反应器内的载体上分布着微生物，微生物与进入反应器的污水接触后，微生物吸收消化污水中的有机物来生长，繁殖，从而可以达到去除污水中的污染物。
因为微生物固定在反应器内，它不会和废水一起流出去，从而可以达到污泥的停留时间(SRT)与水力的停留时间(HRT)实现分离的情况。
这种情况并不能在活性污泥法中实现。
2.2 生物膜法特点生物膜法相比于活性污泥法，它具有如下特点[8]：(1)微生物种群的多样化，微生物种群食物链较长，可以达到较高单位面积处理能力；(2)功能微生物菌群进行分区域代谢，从而提高功能菌群对有机物的降解以及提高较难降解的污染物去除效率，从而可以增加脱氮除磷效率；(3)具有较高的对进水水量、水质变化适应性，增加生化处理工艺的冲击负荷；(4)产生的剩余污泥量较少，从而具有较低的污泥处置费用；(5)比较适用于浓度较低的污水处理；(6)容易维护，管理较为方便，能耗消耗较低。
短程反硝化-厌氧氨氧化在废水中的应用进展
短程反硝化-厌氧氨氧化在废水中的应用进展短程反硝化-厌氧氨氧化在废水中的应用进展引言随着城市化进程的不断加速，工业与生活废水排放量剧增，污水处理成为了一项亟待解决的环境问题。
废水中的氨氮和硝酸盐氮是两种主要的污染物之一，它们对水体生态环境的破坏性极大。
传统处理方法中常采用硝化-反硝化工艺，但是该工艺存在能耗高、投资成本大和处理效果不佳等问题。
近年来，短程反硝化-厌氧氨氧化技术引起了人们的关注，它在废水处理中具有潜在的应用前景。
一、短程反硝化-厌氧氨氧化技术简介短程反硝化-厌氧氨氧化技术，是指将硝酸盐氮在缺氧条件下转化为氮气的过程。
它与传统的硝化-反硝化工艺相比，不需要外部供氧，能够节约能源消耗。
短程反硝化-厌氧氨氧化技术主要包括两个过程：即在厌氧条件下，利用硝酸盐氮作为电子受体，有机物作为电子供体进行反硝化反应；同时，在厌氧条件下，厌氧氨氧化细菌利用氨氮和硝酸盐氮合成亚硝酸盐氮，再由异化微生物进行反硝化反应。
该技术具有处理效果良好、运行稳定等优势。
二、短程反硝化-厌氧氨氧化技术的应用进展近年来，短程反硝化-厌氧氨氧化技术在废水处理领域得到了广泛的应用和研究。
下面将从工艺改进、微生物群落研究、应用案例等方面进行介绍。
1. 工艺改进为了提高短程反硝化-厌氧氨氧化技术的处理效果和稳定性，研究人员进行了一系列的改进工作。
例如，进一步优化了反应器的结构和操作条件，提高了反应器内微生物的活性和代谢效率。
同时，添加适量的辅助电子供体和电子受体，有助于调控反应过程，提高氮去除效率。
2. 微生物群落研究微生物在短程反硝化-厌氧氨氧化技术中发挥着重要的作用。
通过对微生物群落结构和功能的研究，可以深入了解厌氧氨氧化过程中的微生物代谢途径和相互关系，为工艺优化和稳定运行提供理论指导。
同时，通过基因测序技术和荧光原位杂交技术，可以鉴定和鉴定分离出新的厌氧氨氧化微生物。
3. 应用案例短程反硝化-厌氧氨氧化技术在实际废水处理中得到了广泛应用，并取得了显著的效果。
AO短程硝化反硝化工艺特性研究中期报告
AO短程硝化反硝化工艺特性研究中期报告本研究旨在探究AO短程硝化反硝化工艺的特性，为该工艺在实际应用中的优化提供科学依据。
本中期报告总结了已完成的研究进展，主要包括以下几个方面。
一、试验设计在研究中期，我们完成了试验设计，并根据设计方案搭建了一套AO 短程硝化反硝化工艺试验系统。
该系统包括进水处理单元、硝化反硝化单元和出水处理单元三个部分。
进水处理单元采用物理处理方式，去除水中的悬浮物和沉淀物。
硝化反硝化单元利用好氧池和厌氧池分别进行硝化和反硝化反应。
出水处理单元采用深度过滤和消毒方式，达到出水标准。
二、工艺特性根据试验数据分析，我们得出了以下结论：1. AO短程硝化反硝化工艺具有较高的处理效率。
在试验条件下，该工艺对COD、NH4-N和TN的去除率分别达到了86.7%、97.8%和84.1%。
2. 硝化反硝化单元的操作方式对处理效果影响较大。
在对好氧池和厌氧池的操作方式进行比较后，发现在好氧池中进行硝化反应处理效果更佳。
3. 营养盐在该工艺中循环利用，减少了进水中的营养盐含量。
在试验过程中，硝化反硝化单元中的反硝化反应产生的氮气通过通风排除，减少了出水中的氮气排放。
三、问题与展望在试验过程中，我们发现了一些问题，需要在后续工作中解决。
例如，在硝化反硝化单元中出现了硝化效果不佳的情况，需要进一步探究硝化机理。
此外，需要进行长期运行试验，验证该工艺在实际应用中的可行性和稳定性。
总之，本研究对AO短程硝化反硝化工艺的特性进行了初步探索，为该工艺的实际应用提供了一定的理论依据。
在后续工作中，我们将持续探究该工艺的特性，并对其进行优化，以实现更好的处理效果。
生物膜法短程硝化反硝化研究进展
生物膜法短程硝化反硝化研究进展生物膜法(包括MOVABR、MBBR等)是一种通过在生物载体表面固定生物膜并利用膜内外不同的微环境来实现硝化反硝化的处理方式。
近年来，生物膜法短程硝化反硝化技术得到了广泛应用和研究，取得了一系列突破性进展。
本文将从以下四个方面介绍生物膜法短程硝化反硝化研究的最新进展。
首先，生物膜法短程硝化反硝化技术的应用范围得到了拓展。
最初，生物膜法主要应用于污水处理领域，但近年来已经开始在其他领域得到应用。
例如，一些研究者将生物膜法应用于海水淡化过程中的硝化反硝化处理，取得了良好的效果。
此外，生物膜法还可以应用于废气处理中的硝化反硝化过程，如生物燃料电池中NH3的处理等。
其次，生物膜的制备和固定技术有了明显的改进。
生物膜的制备和固定是生物膜法短程硝化反硝化的核心环节。
近年来，研究者们提出了一些新的方法来制备和固定生物膜。
例如，将载体表面改性为亲水性或疏水性，实现生物膜的快速形成和固定。
此外，还有研究者使用纳米材料等新材料来改善生物膜的稳定性和活性。
第三，生物膜法短程硝化反硝化的反应机理得到了进一步的研究。
生物膜法短程硝化反硝化是通过在生物载体表面固定生物膜来实现的。
近年来，研究者们通过对膜内外微环境的测量和观察，深入了解了硝化反硝化过程中的微生物行为和相互关系。
这些研究为优化和改进生物膜法提供了理论依据。
最后，生物膜法短程硝化反硝化技术与其他处理技术的结合也取得了一些突破。
生物膜法短程硝化反硝化技术与物理化学处理技术的结合，如曝气、精细筛选等，可以进一步提高硝化反硝化的效率和稳定性。
此外，还有研究者将生物膜法与其他硝化反硝化技术结合，如生物接触氧化法和低温硝化反硝化法等，取得了双重优势。
综上所述，生物膜法短程硝化反硝化技术在应用范围、生物膜制备和固定、反应机理以及与其他处理技术的结合等方面取得了一系列的研究进展。
然而，仍然存在一些挑战需要解决，如提高硝化反硝化的效率和稳定性、降低运行成本等。
短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展
短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展近年来，随着环境保护意识的提高和水污染问题的日趋严重，废水处理技术也在不断地发展和创新。
其中，短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺成为研究的热点之一。
本文将对短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺的研究进展进行探讨。
短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺是一种将反硝化与厌氧氨氧化过程结合起来，通过控制氮素代谢过程中的微生物群落来实现高效去除污水中的氮化物。
该工艺能够将废水中的氨氮直接转化为氮气排放，从而有效地解决氮污染问题。
短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺相比传统的硝化-反硝化工艺具有能耗低、操作简便、处理效率高等优点。
因此，越来越多的研究者开始对该工艺进行深入研究。
短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺的核心是微生物群落的调控。
通过优化微生物群落的构成和比例，可以实现废水的高效去氮。
研究者们发现，在艳菌门、硝化细菌门和厌氧氨氧化细菌门等微生物群落中的种类和数量的变化会直接影响工艺的去氮效果。
因此，通过筛选和培养适宜的微生物群落，可以进一步优化短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺。
另外，研究者们还通过改变不同水质条件下的操作参数，来探索最佳的反应条件。
例如，影响微生物群落组成的温度、pH值、厌氧/好氧时间比等。
经过多次实践和优化，研究者们逐步确定了最佳的操作参数范围，以实现高效去氮。
此外，新型材料的应用也成为短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺研究的一个重要方向。
例如，纳米材料的引入可以增加微生物固定的表面积，从而提高去氮效率。
此外，微生物固定化技术的应用也可以增强微生物活性，降低不良环境对微生物活性的影响。
最后值得一提的是，工艺的运行与控制也非常关键。
合理控制厌氧、好氧周期，坚持稳定操作，能够有效改善工艺的运行效果。
定期测量关键参数如溶解氧、氨氮、硝氮等浓度，及时调整操作以保持良好的去氮效果。
总而言之，短程反硝化-厌氧氨氧化脱氮工艺因其高效、低能耗的特点在废水处理领域得到了广泛的研究和应用。
《2024年短程硝化反硝化生物脱氮技术》范文
《短程硝化反硝化生物脱氮技术》篇一一、引言随着工业和城市化的快速发展，水体富营养化问题日益严重，其中氮污染成为水环境治理的重点之一。
短程硝化反硝化生物脱氮技术作为一种新型的生物脱氮技术，具有较高的氮去除效率和较低的能耗，成为当前研究的热点。
本文将详细介绍短程硝化反硝化生物脱氮技术的基本原理、应用现状、存在的问题及未来发展趋势。
二、短程硝化反硝化生物脱氮技术的基本原理短程硝化反硝化生物脱氮技术是一种利用微生物在特定条件下实现亚硝酸盐积累，进而进行反硝化反应的生物脱氮技术。
其基本原理包括两个过程：硝化过程和反硝化过程。
1. 硝化过程：在好氧条件下，氨氮通过亚硝酸盐氧化细菌（NOB）的作用被氧化为亚硝酸盐（NO2-），此过程称为硝化过程。
短程硝化过程中，通过控制反应条件，使亚硝酸盐（NO2-）大量积累，而不继续被氧化为硝酸盐（NO3-）。
2. 反硝化过程：在缺氧条件下，亚硝酸盐（NO2-）通过反硝化细菌的作用被还原为气态氮（N2），从而实现脱氮。
三、短程硝化反硝化生物脱氮技术的应用现状短程硝化反硝化生物脱氮技术在水处理领域具有广泛的应用。
目前，该技术已广泛应用于城市污水处理、工业废水处理和农业面源污染治理等领域。
其中，城市污水处理是应用最为广泛的领域之一。
通过采用短程硝化反硝化生物脱氮技术，可以有效降低污水中的氮含量，提高出水水质。
四、存在的问题及挑战虽然短程硝化反硝化生物脱氮技术具有较高的氮去除效率和较低的能耗，但在实际应用中仍存在一些问题及挑战。
首先，该技术的反应条件较为严格，需要精确控制pH值、温度、溶解氧等参数。
其次，短程硝化过程中亚硝酸盐的积累量受多种因素影响，如微生物种群结构、基质浓度等。
此外，该技术对操作和管理的要求较高，需要专业的技术人员进行操作和维护。
五、未来发展趋势针对短程硝化反硝化生物脱氮技术存在的问题及挑战，未来研究将重点关注以下几个方面：1. 优化反应条件：通过研究微生物的生理生态特性，进一步优化反应条件，提高亚硝酸盐的积累量和反硝化效率。
短程硝化反硝化速率
短程硝化反硝化速率短程硝化反硝化速率是污水处理过程中一个重要的生物反应过程，涉及到有机氮和氨氮的转化。
本文将从短程硝化反硝化的定义、影响因素、研究进展等方面进行阐述，以便读者更好地了解这一生物反应过程。
一、短程硝化反硝化的定义短程硝化反硝化是指在同一个反应器内，通过控制条件，使得硝化反应和反硝化反应同时进行的过程。
这个过程中，有机氮和氨氮在微生物的作用下转化为硝酸盐和氮气，从而实现废水中氮素的去除。
二、影响因素1.温度：短程硝化反硝化的速率受温度影响较大。
一般来说，高温条件下有利于硝化反应的进行，而低温条件下则有利于反硝化反应的进行。
因此，在污水处理过程中，需要根据实际情况控制反应器内的温度。
2.pH值：pH值也是影响短程硝化反硝化的重要因素。
硝化反应的最佳pH值范围为7.0-8.5，而反硝化反应的最佳pH值范围为6.0-7.0。
因此，在同一个反应器内实现短程硝化反硝化，需要控制pH值在适宜的范围内。
3.氧气浓度：氧气浓度对短程硝化反硝化也有重要影响。
在缺氧条件下，反硝化反应无法进行。
因此，在实现短程硝化反硝化的过程中，需要控制反应器内的氧气浓度。
4.碳源：碳源是反硝化反应的必要物质之一。
在缺少碳源的情况下，反硝化反应的速率会大大降低。
因此，在污水处理过程中，需要提供足够的碳源以支持短程硝化反硝化的进行。
三、研究进展近年来，随着人们对短程硝化反硝化研究的深入，越来越多的研究者开始关注如何提高这一过程的效率。
其中，通过优化反应条件、改变运行模式等方式来提高短程硝化反硝化的速率成为了研究的热点。
有研究表明，通过控制反应器的温度、pH值、氧气浓度等条件，可以显著提高短程硝化反硝化的速率。
例如，在适宜的温度和pH值条件下，通过提高氧气浓度可以促进硝化反应的进行；而在缺氧条件下，通过添加外部碳源可以加快反硝化反应的速率。
此外，一些新型的反应器也在研究中得到了广泛应用。
例如，膜生物反应器（MBR）可以通过膜的分离作用实现微生物的高效分离和富集，从而提高短程硝化反硝化的速率；而光生物反应器则可以利用光能进行反硝化反应，从而在降低碳源消耗的同时提高反硝化效率。
《2024年短程硝化反硝化生物脱氮技术》范文
《短程硝化反硝化生物脱氮技术》篇一一、引言随着经济的迅猛发展和人口的增加，水资源的问题变得越来越严重，特别是在面对不断增长的污染压力时。
其中，氮污染已经成为影响水环境质量的主要因素之一。
短程硝化反硝化生物脱氮技术作为一种新型的污水处理技术，在解决氮污染问题方面表现出极大的潜力和优势。
本文将详细介绍短程硝化反硝化生物脱氮技术的原理、特点、应用及未来发展趋势。
二、短程硝化反硝化生物脱氮技术原理短程硝化反硝化生物脱氮技术是一种基于硝化和反硝化过程的生物脱氮技术。
其基本原理是在硝化阶段将氨氮部分氧化为亚硝酸盐，然后通过反硝化过程将亚硝酸盐还原为氮气，从而达到脱氮的目的。
这一过程具有亚硝酸盐积累的特性，因此被称为“短程硝化反硝化”。
三、技术特点1. 亚硝酸盐积累：短程硝化反硝化过程中，亚硝酸盐是主要的中间产物，其积累有利于提高脱氮效率。
2. 节能降耗：相较于传统完全硝化过程，短程硝化反硝化过程能降低能耗和药耗。
3. 适应性广：该技术适用于各种类型的污水处理厂，尤其是对于低C/N比废水的处理具有较好的效果。
4. 操作灵活：可以通过调整工艺参数，如pH值、温度等，实现对短程硝化反硝化过程的灵活控制。
四、技术应用短程硝化反硝化生物脱氮技术在国内外已经得到广泛应用。
在污水处理厂中，该技术通常与A/O（厌氧/好氧）工艺、SBR （序批式反应器）等工艺相结合，以提高脱氮效果。
此外，该技术还可应用于工业废水、农业废水等领域的处理。
五、实际应用案例分析以某城市污水处理厂为例，该厂采用短程硝化反硝化生物脱氮技术，通过调整工艺参数，实现了亚硝酸盐的积累和高效脱氮。
经过一段时间的运行，该厂的出水水质得到显著改善，氮含量明显降低，达到了国家排放标准。
此外，该技术的应用还降低了能耗和药耗，提高了经济效益。
六、未来发展趋势随着环保要求的不断提高和技术的进步，短程硝化反硝化生物脱氮技术将得到进一步发展和完善。
未来，该技术将更加注重节能降耗、提高脱氮效率、降低成本等方面的研究。
短程硝化反硝化的研究详解
短程硝化反硝化的研究进展摘要短程硝化反硝化技术主要用于处理高氨氮质量浓度和低C/N比的污水。
成功实现短程硝化反硝化技术的关键是将硝化反应控制并维持在亚硝酸盐阶段，不进行亚硝酸盐至硝酸盐的转化。
本文探讨了短程硝化反硝化的机理并对氨氧化菌的分子生物学研究进行了分析，同时探讨了A/SBR工艺的应用。
关键词短程硝化反硝化氨氧化菌A/SBR1 引言近年来，随着工业化和城市化进程的不断提高，大量氮、磷等营养物质进入水体，水体富营养化的现象日益严重，由于常规的活性污泥工艺硝化作用不完全，反硝化作用则几乎不发生，总氮的去除率仅在10%～30%之间，出水中还含有大量的氮和磷[1]。
因此，只有对常规的活性污泥法进行改进，加强其生物脱氮功能，才能解决日益突出的受纳水体“富营养化”问题。
目前，各城市污水处理厂均应用新的运行方法和控制策略进行脱氮除磷。
随着新的微生物处理技术的介入，污水处理设施的功效得到显著提高。
短程硝化反硝化技术对于处理这种污水在经济和技术上均具有较高的可行性。
短程硝化反硝化技术已成为脱氮领域研究的热点。
其研究内容主要集中在实现氨氧化菌在反应器的优势积累、构造适于氨氧化菌长期稳定生长并抑制亚硝酸氧化菌的最佳环境因素、优化过程控制模式实现持续稳定的短程硝化等。
2 短程硝化反硝化的机理生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程。
第一步是由氨氧化菌( ammonium oxidition bacteria，AOB) 将NH4-N氧化NO-2-N的亚硝化过程;第二步是由亚硝酸氧化菌( nitrite oxidition bacteria，NOB) 将NO-2-N氧化为NO-3-N的过程。
然后通过反硝化作用将产生的NO-3-N经由NO-2-N、NO或N2O转化为N2，NO-2-N 是硝化和反硝化两个过程的中间产物。
V oets等(1975)在处理高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程NO-2-N积累的现象，首次提出了短程硝化反硝化生物脱氮的概念[2]。
短程硝化反硝化生物脱氮技术
短程硝化反硝化生物脱氮技术短程硝化反硝化生物脱氮技术短程硝化反硝化生物脱氮技术是一种新型的污水处理技术，可以高效地去除污水中的氮污染物，具有技术简单、运行稳定等特点。
本文将从介绍短程硝化反硝化生物脱氮技术的原理和流程、应用和优势、发展前景等方面进行展开。
一、短程硝化反硝化生物脱氮技术的原理和流程短程硝化反硝化生物脱氮技术是基于微生物菌群的协同作用而实现的一种脱氮过程。
它通过合适的操作条件和控制策略，促进污水处理系统内的硝化和反硝化反应，使污水中的氨氮转化为亚硝态氮和硝态氮，再进一步转化为氮气释放到大气中。
短程硝化反硝化生物脱氮技术的流程通常分为硝化阶段和反硝化阶段。
在硝化阶段，将进入系统的氨氮通过硝化细菌作用转化为亚硝态氮或硝态氮。
然后，在反硝化阶段，利用特定的微生物将亚硝态氮或硝态氮还原为氮气，并最终释放到大气中。
二、短程硝化反硝化生物脱氮技术的应用和优势短程硝化反硝化生物脱氮技术在污水处理领域得到了广泛的应用。
它适用于处理含有高浓度氨氮的污水，如农业养殖废水、城市污水和工业废水等。
与传统的生物脱氮技术相比，短程硝化反硝化生物脱氮技术具有以下优势：1. 技术简单易行：采用短程硝化反硝化生物脱氮技术，无须引入额外的化学药剂和设备，仅需调节系统的氧化还原电位、温度和pH值等操作条件即可实现高效的脱氮效果。
2. 能耗低：短程硝化反硝化生物脱氮技术采用生物方法进行氮污染物的处理，相较于传统的物理和化学方法，具有更低的能耗和运行成本。
3. 运行稳定：短程硝化反硝化生物脱氮技术中的微生物菌群具有较强的适应能力和生物活性，能够在不同的环境条件下保持较高的活性和稳定性，使得污水处理系统能够长期稳定运行。
4. 减少对环境的负荷：短程硝化反硝化生物脱氮技术将氮污染物转化为氮气释放到大气中，减少了对水体和土壤的氮负荷，对环境的影响较小。
三、短程硝化反硝化生物脱氮技术的发展前景短程硝化反硝化生物脱氮技术作为一种新型的污水处理技术，具有较为广阔的发展前景。
短程硝化反硝化技术研究进展
短程硝化反硝化技术研究进展短程硝化反硝化技术研究进展近年来，水体污染问题日益严重，尤其是水体中氮污染的问题引起了人们的广泛关注。
氮污染主要是由于工业排放、农业活动和生活废水中的氮化合物过多导致的。
氮污染会对水体生态系统造成极大的危害，因此控制和处理水体中的氮污染问题迫在眉睫。
短程硝化反硝化技术被认为是一种有效去除水体中氨氮和硝酸盐氮的方法，在水体污染治理中具有重要的应用价值。
短程硝化反硝化技术是近年来兴起的一种新型废水处理技术，该技术主要基于硝化细菌和反硝化细菌的作用。
在短程硝化反硝化过程中，硝化细菌将氨氮快速氧化为硝酸盐氮，而反硝化细菌则将硝酸盐氮还原为氮气排放至大气中。
相较于传统的硝化反硝化工艺，短程硝化反硝化技术具有处理效率高、占地面积小、能耗低等优势。
因此，短程硝化反硝化技术受到了广泛的研究和应用。
在短程硝化反硝化技术的研究中，主要关注以下几个方面：厌氧硝化技术、好氧反硝化技术、硝化反硝化过程的微生物群落结构和功能等。
厌氧硝化技术是相对较新的短程硝化反硝化技术，其主要利用反硝化细菌在无氧条件下对硝酸盐氮进行还原，从而产生亚氮和氨氮。
好氧反硝化技术则是在常规硝化反硝化过程中引入了好氧环节，通过好氧环节中的反硝化细菌对硝酸盐氮进行还原，从而实现氮化合物的去除。
这两种新技术不仅提高了短程硝化反硝化过程的效率，还减少了能耗和设备投资成本。
另外，研究人员还关注短程硝化反硝化过程中的微生物群落结构和功能。
短程硝化反硝化过程涉及到许多不同类型的微生物，包括硝化细菌、反硝化细菌以及其他共存微生物。
研究微生物群落结构和功能对于进一步了解短程硝化反硝化过程的机制和优化技术具有重要意义。
通过对微生物群落的研究，可以发现一些关键微生物种群，从而指导工艺的改进和优化。
此外，一些新型材料的引入也为短程硝化反硝化技术的发展提供了新的可能性。
例如，利用纳米材料作为载体可以增加微生物附着表面积，提高短程硝化反硝化过程中细菌的附着量，进而提高处理效率。
《2024年短程硝化反硝化技术研究进展》范文
《短程硝化反硝化技术研究进展》篇一一、引言随着环境保护意识的逐渐加强，污水处理技术在不断进步与发展。
短程硝化反硝化技术作为新兴的污水处理技术，具有其独特的优势和广阔的应用前景。
该技术主要通过控制硝化反应的过程，使其仅进行到亚硝酸盐阶段，即所谓的“短程”过程，随后进行反硝化反应，以达到去除氮的目的。
本文旨在探讨短程硝化反硝化技术的原理、应用及研究进展。
二、短程硝化反硝化技术原理短程硝化反硝化技术主要涉及两个过程：硝化过程和反硝化过程。
在硝化过程中，氨氮在亚硝酸盐菌的作用下被氧化为亚硝酸盐；在反硝化过程中，亚硝酸盐在厌氧条件下被还原为氮气，从而达到去除氮的目的。
短程硝化反硝化技术的关键在于控制硝化过程仅进行到亚硝酸盐阶段，这需要通过对反应条件的精确控制来实现。
三、短程硝化反硝化技术的应用短程硝化反硝化技术广泛应用于污水处理、脱氮除磷等领域。
由于该技术具有反应速度快、能耗低、污泥产量少等优点，因此在污水处理领域具有广泛的应用前景。
此外，该技术还可与其他生物脱氮技术相结合，如厌氧氨氧化、同步硝化反硝化等，以提高脱氮效率。
四、短程硝化反硝化技术研究进展近年来，短程硝化反硝化技术的研究取得了显著的进展。
首先，在反应器设计方面，研究者们设计出了各种类型的反应器，如序批式反应器、流化床反应器等，以提高短程硝化反硝化的效率和稳定性。
其次，在反应条件控制方面，研究者们通过优化pH 值、温度、溶解氧等参数，实现了对短程硝化反硝化过程的精确控制。
此外，关于短程硝化反硝化技术的机理研究也取得了重要的进展，为该技术的进一步应用提供了理论依据。
五、未来展望未来，短程硝化反硝化技术将进一步得到发展和完善。
首先，研究者们将继续优化反应器设计，提高短程硝化反硝化的效率和稳定性。
其次，关于反应条件控制的研究将更加深入，以实现更加精确的控制。
此外，结合其他生物脱氮技术，如厌氧氨氧化、同步硝化反硝化等，将进一步提高短程硝化反硝化技术的脱氮效率。
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
以
为横坐标，以
为纵坐标，对式（6）进行线性拟合，
结果如图3-3所示，直线的截距为 ，斜率为
。
据图求得：
Vmax=0.00066 mgNO2--N/(mgVSS·h)
KSSN+SSN+KNKS=66.157
图3-3 短程反硝化动力学模型参数分析
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析 （2）短程反硝化过程动力学参数的计算
反硝化过程受双重基质的限制，在短程反硝化过程中，基质降 解受NO2-浓度和有机物浓度的限制，假设反硝化过程符合Monod方 程，因此用双重Monod模型方程来描述:
（4）
带入缺氧区物料平衡方程
得 取倒数
（5） （6）
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、运行情况及动力学分析
（2）短程反硝化过程动力学参数的计算
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
• 亚硝酸盐降解总方程 • 反硝化平衡方程
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
• 亚硝盐降解方程 • 整理得
不同工艺的短程硝化反硝化过程研究
2、反硝化过程模型构建及参数测定
• 第一步：控制KNO<< SNO; KS<< S » SNO/(KNO+ SNO)≈1; S/ (KS+ S)≈1 » (-1)/XH · dSNO/dt= qN 可确定qN
（0）
式中： YH,N —反硝化菌产率系数； u —反硝化菌最大比增殖速率，h-1； KN —亚硝酸盐氮的半饱和常数，mg·L-1； SN—BAF 反硝化过程中不同时刻亚硝酸盐氮浓度，mg·L-1； S—投加碳源浓度（COD），mg·L-1； KS—有机物的半饱和常数，mg ·L-1； X—BAF 反应器的当量生物膜的量，mg·L-1；
短程硝化反硝化理论及工艺研究进展
文章编号:1009 6825(2010)11 0180 02短程硝化反硝化理论及工艺研究进展收稿日期:2009 12 29作者简介:朱洪山(1974 ),男,工程师,从事建筑给排水和市政工程,上海现代建筑设计(集团)现代都市建筑设计院机电二所,上海 200041吕 斌(1975 ),男,博士,讲师,从事水污染与控制研究,武汉科技学院环境与城建学院,湖北武汉 430073朱洪山 吕 斌摘 要:介绍了SCN D 理论研究进展,对影响亚硝酸积累的温度、pH 、分子态游离氨、DO 、泥龄等因素进行了分析,阐述了近年来国内外主要的SCN D 理论研究成果,并得出了相关结论,以期促进短程硝化反硝化理论研究。
关键词:短程硝化,生物脱氮,影响因素,研究成果中图分类号:X703文献标识码:A短程硝化反硝化生物脱氮工艺(Short Cut Nitrificat ion and Denitrification SCN D)较常规生物脱氮工艺具有节约能源、减少污泥产量和节省占地面积等优点,受到越来越多的关注,成为废水生物脱氨研究领域的热点[1,2]。
但由于氨氮转换成亚硝酸盐氮的过程是生物脱氮工艺中的限制性过程,生成的亚硝酸盐很容易氧化成硝酸盐,一般较难获得亚硝酸盐的积累[3]。
为摆脱实现SCN D 工艺的限制性因素,近年人们就形成亚硝酸盐积累的理论和SCN D 工艺开发方面进行了深入研究。
1 SC ND 理论研究进展目前,对于SCN D 理论的研究主要集中在如何实现亚硝酸盐积累方面。
利用亚硝酸菌和硝酸菌在生理特征上的差异性,使硝化过程中亚硝酸菌占优势地位,从而实现亚硝酸的积累是完全可行的。
目前研究认为影响亚硝酸积累的因素主要有温度、pH 、分子态游离氨(FA )、DO 、泥龄及其他有害物质。
1)温度影响。
生物硝化反应在4 ~45 内均可进行,适宜温度为20 ~35 ,一般低于15 硝化菌受到严重抑制,速率降低。
15 ~25 下活性污泥中亚硝酸菌活性较硝酸菌差,不会发生亚硝酸盐的积累。
短程硝化反硝化与同步硝化反硝化
《短程硝化反硝化与同步硝化反硝化探究》1. 简介在生物地球化学循环中，氮的转化一直是一个备受关注的话题。
而氮的硝化和反硝化过程在土壤中起着非常重要的作用。
其中，短程硝化反硝化和同步硝化反硝化是两种不同的氮代谢过程，它们在土壤氮素循环中具有重要意义，对于提高农作物产量和减少氮素污染具有重要意义。
2. 短程硝化反硝化的概念和作用短程硝化反硝化是指在土壤中氮素的硝化和还原反应发生在短程内的过程。
这种过程对氮素的循环和转化有着重要影响。
在土壤中，当氨和铵等氮化合物被微生物氧化为亚硝酸盐和硝酸盐时，就发生了硝化过程。
而硝酸盐在一定的环境条件下会被还原为氮气放出，这就是反硝化过程。
短程硝化反硝化过程的存在，有助于减少土壤中氮素的损失，从而提高土壤的氮素利用效率。
3. 同步硝化反硝化的概念和作用同步硝化反硝化是指在土壤中氮素的硝化和还原反应同时进行的过程。
在这种氮素转化过程中，硝化和反硝化同时进行，能够更高效地利用土壤中的氮素，并且可以减少硝酸盐在土壤中积累的速度。
这种氮素转化方式对于农作物生长和土壤健康具有积极的意义。
4. 对短程硝化反硝化与同步硝化反硝化的理解和观点短程硝化反硝化和同步硝化反硝化是两种不同的氮素转化方式，它们对土壤氮素的循环和植物的氮素利用具有重要的影响。
短程硝化反硝化可以减少氮素的损失，提高土壤氮素的利用效率，但在一些情况下也可能导致硝酸盐在土壤中的积累。
而同步硝化反硝化则能够更加高效地利用土壤中的氮素，并且减少硝酸盐的积累。
在不同环境条件下，两种氮素转化方式都有其独特的作用和意义。
总结短程硝化反硝化和同步硝化反硝化是两种重要的氮素转化方式，它们对土壤氮素循环和植物生长具有重要的影响。
合理利用这些氮素转化方式，能够提高农作物的产量，减少氮素的损失，并且有利于保护土壤和环境。
加强对于这些氮素转化方式的研究和应用，对于推动可持续农业和环境保护具有深远的意义。
个人观点和理解就我个人的观点来看，在未来的农业生产中，需要更加重视土壤中的氮素管理。
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一些基于低ＤＯ下实现短程硝化的研究见
表１。这些研究对当前国内采用相同工艺的污水处
化过程呈较好的相关性，可分别表征异养菌对有机
物吸附、降解、难降解有机物的降解、短程硝化开始、
理厂进行脱氮升级改造具有重要的意义。
２．２基于高氨氮浓度、ｐＨ和温度控制的短程硝化
Ｘｉａｏｙｉ２
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ。Ｂｅｉｊｉｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １００１２４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈｅｎａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ ４５００５２，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ
化为亚硝酸盐（ＮＯｆ）的反应；②由亚硝酸氧化菌
（ｎｉｔｒｉｔｅ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｂａｃｔｅｒｉａ，ＮＯＢ）参与的将亚硝酸
低污泥产率等特点，成为当前脱氮领域研究的热点。
研究内容主要集中在实现氨氧化菌在反应器的优势 积累、构造适于氨氧化菌长期稳定生长并抑制亚硝酸 氧化菌的最佳环境因素、优化过程控制模式实现持续
Ｄ０
８００（不排泥）
３ ３
７５～８５
≥９５ ＞９０
５
ＳＢＲ
０．５～１ ｍｇ／Ｌ，ｐＨ７．５～８．０
０００～３ ５００ ０００～４ ０００ （１５） ＞９５
２
Ｋ｜ｏ
室温２０～２２℃，１３００．３～Ｏ．７ ｍｇ／Ｌ，
ｐＨ为７．１５～７．７ 温度２ｌ～２５℃、氨氮３００ ｒａｇ／Ｌ，
ＩＸ）＜Ｉ ｍｇ／Ｌ
平均８５
短程硝化理论及其影响因素 硝化过程是将污水中的氨氮转化为硝酸盐的过
１．１短程硝化理论
国家水体污染控制与治理科技重大专项（２００９ＺＸ０７２１０— ００２）：北京工业大学研究生科技基金（ｙｋｉ一２０１０—３７３１）。
（１）温度。生物硝化反应在４～４５℃内均可进 行，ＡＯＢ和ＮＯＢ生长的最适宜温度各不相同。在
盐转化为硝酸盐（Ｎ０ｆ）的反应。硝化反应过程需
在有氧条件下进行，以０２作为电子受体。短程硝化
稳定的短程硝化等。同时，大量研究采用了各种分子 生物学技术对硝化细菌进行了分析和鉴定，从而为进
一步深入研究短程硝化过程提供了有效的手段。
１
就是将硝化过程控制在ＮＯＦ阶段，实现Ｎ呀的积
累。其中ＡＯＢ以亚硝酸盐单胞菌属和亚硝酸盐球菌 属为主，主要包括Ｎｉｔｒｏｓｏｍｏｎａｓ，Ｎｉｔｒｏｓｏｃｏｃｃｕｓ，Ｎｉｔｒｏ— ｓｏｐｉｒａ，Ｎｉｔｒｏｓｏｌｏｂｕｓ，Ｎｉｔｒｏｓｏｖｉｂｒｏ等５类细菌。 １．２短程硝化的影响因素 Ｎ（Ｆ积累的影响因素主要有温度、Ｄ０浓度、 ｐＨ、游离氨（ＦＡ）浓度、污泥龄和有机物浓度等。
采用缺氧一好氧，缺氧～低氧一好氧两种工艺处理
城市污水中发现，控制ＤＯ浓度为０．２～ｏ．６ ｍｇ／Ｌ 时，两种工艺均实现了短程硝化反硝化。杨林等［５１
的负担，但是大量研究表明，高浓度氨氮对于实现
稳定的短程硝化过程有明显的促进作用，同时再
采用ＣｓＴＲ反应器处理高氨氮废水，反应器在高氨 氮和低Ｄｏ条件下长期运行后，发现短程硝化过程
由于仅依靠低Ｄ０控制的短程硝化存在稳定性 问题，大量研究发现在游离氨和低ＩＸ）的共同作用下
可以实现长期稳定的短程硝化。Ｃｈｕｎｇ等在好氧流 化床生物膜反应器中控制ＤＯ＜Ｉ ｍｇ／Ｌ，ＦＡ在２０－－－
２５
ｍｇ／Ｌ的条件下实现了超过１．５ ａ的短程硝化［１］。 郭海娟等［２］通过控制低ＩＸ）和适宜的ｐＨ可以实
１９９８年荷兰的Ｍｕｌｄｅｒ发明的ＳＨＡＲＯＮ工艺 用来处理荷兰鹿特丹的Ｄｏｋｈａｖｅｎ城市污水处理厂
二级处理系统中污泥消化上清液和垃圾渗滤液等高
氨废水。该工艺的核心是应用高温（３０～３５℃）下
ＡＯＢ的生长速率明显高于亚硝酸氧化菌的生长速
率这一固有特性，控制系统水力停留时间与污泥龄， 从而使硝酸菌被淘汰，形成反应器中ＡＯＢ的积累 使氨氧化控制在亚硝化阶段。 同时，游离氨浓度也被广泛认为是亚硝酸盐氧 化菌的主要抑制因素，Ｖｉｌｌａｖｅｒｄｅ等［１１］认为游离氨 浓度在０．１～１０ ｍｇ／Ｌ就可对亚硝酸氧化菌产生抑 制作用。游离氨的存在对实现稳定短程硝化反硝化 具有非常重要的意义，Ｙｕａｎ等［１２］指出在处理高浓 度氨氮污水时，相对于低Ｄ０浓度，维持较高的游离 氨浓度更容易实现稳定的短程硝化。 垃圾渗滤液、制药废水、焦化废水和合成氨工业
（４）游离氨（ＦＡ）和游离亚硝酸（ＦＮＡ）。在硝 化过程中，ＦＡ对ＡＯＢ和ＮＯＢ的抑制浓度分别为
０．１～１ ｍｇ／Ｌ和１０－－－－１５０ ｍｇ／Ｌ。当ＦＡ的浓度介
于两者之间时，ＡＯＢ能够正常增殖和氧化，ＮＯＢ被 抑制，就会发生亚硝酸的积累。但是，由于ＮＯＢ对 ＦＡ的抑制作用有一定的适应性，单纯依靠提高ＦＡ 浓度实现Ｎ（Ｅ的积累是不可靠的，而在短程硝化 后期ＦＮＡ浓度的升高则可以承担对ＮＯＢ的抑制。 （５）泥龄（ＳＲＴ）。由于Ａ（）Ｂ的世代周期比 ＮＯＢ短，因此可以通过缩短ＳＲＴ，使之介于ＡＯＢ 和ＮＯＢ的ＳＲＴ之间，系统中ＮＯＢ就会逐渐被淘 汰掉。 （６）有机物浓度。有机物在各种污水中的广泛 存在给硝化过程或者短程硝化过程带来了较多的不
２
氨氮去除率
／％
５０
亚硝酸盐氮积 累率／％
５０～７０ ＞９８
参考文献
０００～４ ０００（１５～２０）
６
６ ７ ３ ８
ｍｇ／Ｌ
５００～７ ３００
３ ０００（３０）
＞９６
ＤＯ接近ｏ，氨氮为２００～２６０ ｍｇ／Ｌ
Ｄ（）０．１～Ｏ．６ ｒａｇ／Ｌ
≥８０ ≥９５
ＣｓＴＲ
氨氮８００～８６８ ｒｎｇ／Ｌ，（３０士２）℃， ｐＨ在７．２～８．２，从）０．３～Ｏ．５ｍｇ／Ｌ
短程硝化结束、全程硝化开始、硝化结束、反硝化开
表２基于高氨氮、ｐＨ、温度控制的短程硝化的文献数据
工艺 原水 原水及控制条件
温度３５℃，ＩＸ）ｏ．５～２．５ ｒｎｇ／Ｌ， ７～７．８ 污泥浓度／ｍｇ／Ｌ （ＳＲＴ／ｄ）
２ ０００
氨氮去除率／％
（２）ＤＯ浓度。通常情况下，—蛔Ｂ饱和常数为
０．３
ｍｇ／Ｌ，Ｎ（）Ｂ为１．１ ｍｇ／Ｌ。当Ｄ（）低于１ ｍｇ／Ｌ
时，利用这两类菌动力学特性的差异可以实现Ａ（）Ｂ 的富集、抑制ＮＯＢ的活性。 （３）ｐＨ。两类菌适宜生长的ｐＨ范围不同， Ａ（）Ｂ的最适ｐＨ在７．５～８．５，ＮＯＢ的最适ｐＨ在
６．５～７．５。
对ＤＯ浓度的变化具有良好的耐受性。 很多研究还表明，采用能有效控制污泥膨胀
通过合理的分配和利用某些工业生产中的废碱液 和余热，可以实现稳定和高效的短程硝化。详见
表２。 ２．３基于实时控制模式的短程硝化 在生物脱氮过程中，Ｄ０、ＯＲＰ、ＯＵＲ（氧利用 率）、ｐＨ等参数的变化与有机物降解、硝化和反硝
的工艺和低ＤＯ结合以实现短程硝化，可以避免由
ｃｏｎｔｒｏｌ；Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｉｏｌｏｇｙ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 程，包括两个基本的反应步骤：①南氨氧化菌（ａｍ－
ｍｏｎｉｕｍ ｏｘｉｄａｔｉｏｎ
短程硝化反硝化技术以可节约２５％的耗氧量、
４０％左右的反硝化碳源，以及亚硝酸盐氮作为反硝化
底物的反硝化速率是硝酸盐氮为底物的１．５～２倍、
ｂａｃｔｅｒｉａ，ＡＯＢ）参与的将氨氮转
给水排水Ｖ０１．据
１２～１４℃下，活性污泥中ＮＯＢ活性受到严重抑制， 出现Ｎ０ｆ积累；１５～２５℃下，硝化过程形成的 ＮＯｆ可完全被氧化成Ｎ（ｉ；温度在２５～３５℃又出 现Ｎ０ｆ的积累。
变化，以及其产物ＣＯｚ都给硝化细菌的活性及硝化 产物带来了巨大的影响。 （７）盐浓度。对于一些常见的无机盐来说，适 量浓度对短程硝化具有促进作用，超过某个阈值，则 对硝化具有抑制作用。当前无机盐对短程硝化的影 响研究还停留在单一组分或少组分的条件下，由于 实际废水中含盐组分的差异，浓度的差异，其具体影 响还需要做更多的研究来确定。 ２实现短程硝化的最新进展 当前短程硝化的研究主要是采用各种方法和策 略实现亚硝酸盐的积累，并考察实现短程硝化的最 佳环境条件，如温度、污泥龄、溶解氧、ｐＨ、游离氨 等。由于原水水质、工艺类型以及工艺条件等的不 同，通常得出的短程硝化过程、环境条件、动力学指 标及ＡＯＢ的类型和各项特性参数也是各有差异。 ２．１基于低氧控制的短程硝化 在完整的硝化过程中，耗氧当量为２．８６ ｇ（）ｚ／ｇ Ｎ０ｆ—Ｎ，为了满足完全硝化反应所需的曝气，其能 耗大大增加了污水处理构筑物的整体耗量，增加了 运行费用。而短程硝化，其氧当量为１．７１ ９０２／ｇ Ｎ０ｆ—Ｎ，可大大降低污水处理运行费用。 由于ＡＯＢ和亚硝酸盐氧化菌的氧饱和常数分 别为０．３ ｍｇ／Ｌ和１．１ ｍｇ／Ｌ，因此，可在低溶解氧 （Ｏ．３～１ ｍｇ／Ｌ）条件下，实现对亚硝酸盐氧化菌的 抑制，获得稳定的亚硝酸盐积累，如表１所示。但是 也有研究表明，由低Ｄ０控制的短程硝化存在两个
确定性。碳氧化过程中ＤＯ、ｐＨ和ＯＲＰ等参数的
表１基于低ＤＯ控制的短程硝化的文献数据
工艺 厌氧一好氧一缺氧
ＳＢＲ ＳＢＲ ＳＢＲ
原水 生活污水 晚期垃圾渗滤液 人工配水 生活污水 人工配水 人工配水 生活污水
原水及控制条件 好氧区ＩＸ）０．５～１ ｍｇ／Ｌ
１３０ ０．７５
污泥浓度ＩｍｇｌＬ
（ＳＲＴ／ｄ）
・科技信息综述・
短程硝化反硝化技术研究进展
李泽兵１ 李 军１ 李 妍１ 马家轩２ 王晓毅２
（１北京工业大学建筑工程学院，北京１００１２４；２河南省化工研究所有限责任公司，郑州４５００５２）
摘要综述了国内外短程硝化反硝化的技术进展。从短程硝化反硝化技术的影响因素、控制方
式以及氨氧化茵的分子生物学研究等方面进行了分析，为在更普遍、更广泛的条件下实现短程硝化
ｐａｐｅｒ