短程生物脱氮技术研究进展_苏子杰

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《2024年短程硝化反硝化生物脱氮技术》范文

《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、引言随着人类社会的高速发展,工业化和城市化进程不断加快,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要难题。

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,因其高效、节能、环保等优点,受到了广泛关注。

本文将介绍短程硝化反硝化生物脱氮技术的原理、应用及优势,并探讨其发展前景。

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指在一定条件下,通过生物反应过程实现氮的去除。

其基本原理包括硝化反应和反硝化反应两个过程。

1. 硝化反应:在好氧条件下,氨氮通过亚硝酸盐型硝化过程被氧化为亚硝酸盐,此过程由亚硝酸盐菌完成。

2. 反硝化反应:在缺氧条件下,亚硝酸盐通过反硝化过程被还原为氮气,从而实现氮的去除。

此过程由反硝化菌完成。

短程硝化反硝化生物脱氮技术的关键在于实现亚硝酸盐的积累,即在硝化过程中将氨氮直接氧化为亚硝酸盐,而非传统意义上的硝酸盐。

这有助于降低能耗,提高反应效率。

三、短程硝化反硝化生物脱氮技术的应用短程硝化反硝化生物脱氮技术已广泛应用于城市污水处理、工业废水处理和农业废水处理等领域。

在城市污水处理中,该技术可有效去除污水中的氮,降低污水排放对环境的污染。

在工业废水处理中,该技术可处理含有高浓度氨氮的废水,如化肥、制药等行业。

在农业废水处理中,该技术可处理养殖业废水,减少氮磷等营养物质的排放,保护水生态环境。

四、短程硝化反硝化生物脱氮技术的优势相比传统生物脱氮技术,短程硝化反硝化生物脱氮技术具有以下优势:1. 节能:通过实现亚硝酸盐的积累,降低了能耗,提高了反应效率。

2. 高效:该技术可快速去除污水中的氮,提高处理效率。

3. 环保:该技术可有效降低污水排放对环境的污染,保护水生态环境。

4. 灵活性:该技术适用于不同来源的废水处理,具有较好的灵活性和适应性。

五、发展前景随着环保意识的不断提高和政策的不断推动,短程硝化反硝化生物脱氮技术将得到更广泛的应用。

《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文

《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快,城市污水处理成为环境保护领域亟待解决的问题。

传统的污水处理方法虽然能够满足基本需求,但面对日益增长的城市人口和日益复杂的污水成分,传统的处理技术已经难以满足当前的环保要求。

因此,新型生物脱氮除磷技术的研究与进步对于改善水质、保护生态环境具有十分重要的意义。

本文旨在梳理近年来城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展。

二、生物脱氮技术研究(一)发展概况生物脱氮技术主要通过微生物的作用,将污水中的氮素转化为无害的氮气排放到大气中。

近年来,研究者们通过优化反应器设计、改进微生物菌群以及调控环境因素等手段,推动了生物脱氮技术的进步。

(二)技术分类目前,生物脱氮技术主要包括厌氧-好氧(A/O)工艺、同步硝化反硝化(SND)技术、短程硝化反硝化等。

这些技术通过不同的反应过程和微生物活动,实现了高效脱氮的效果。

(三)研究进展随着研究的深入,新型生物脱氮技术如微氧脱氮技术、基于膜生物反应器的脱氮技术等逐渐崭露头角。

这些技术不仅提高了脱氮效率,还降低了能耗和运行成本。

三、生物除磷技术研究(一)发展概况生物除磷技术主要通过微生物的代谢活动,将污水中的磷素去除或转化为易于回收的形态。

近年来,随着对微生物除磷机制的了解加深,除磷技术的效率也得到了显著提高。

(二)技术分类常见的生物除磷技术包括聚磷菌(PAOs)除磷工艺、厌氧-好氧(A/O)结合除磷等。

这些技术通过调控微生物的生长环境和代谢过程,实现了对污水中磷的高效去除。

(三)研究进展新型的生物除磷技术如基于微藻的除磷技术、电化学辅助生物除磷技术等逐渐成为研究热点。

这些技术不仅提高了除磷效率,还为后续的磷资源回收提供了可能。

四、新型生物脱氮除磷技术的优势与挑战(一)优势新型生物脱氮除磷技术相比传统技术,具有更高的处理效率、更低的能耗和运行成本。

同时,这些技术还能够实现对氮、磷等营养元素的回收利用,具有良好的经济和环境效益。

短程硝化-反硝化生物脱氮技术研究

短程硝化-反硝化生物脱氮技术研究

文章编号:!""#$%&’((’""))"&$""%*$"’短程硝化—反硝化生物脱氮技术研究收稿日期:’"")$"’$!&作者简介:刘吉明(!#*)$),男,太原理工大学在读硕士研究生,山西太原"+""’)杨云龙(!#(+$),男,!#*&年毕业于太原工学院给排水专业,教授,太原理工大学,山西太原"+""’)刘吉明杨云龙摘要:对传统生物脱氮工艺原理和短程硝化—反硝化工艺原理进行了比较,分析了短程硝化,反硝化技术的实用价值,提出了实现短程反硝化的控制条件。

关键词:短程硝化,短程反硝化,生物脱氮中图分类号:-.##!/’文献标识码:0随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,越来越多的含氮化合物进入水体,它们消耗大量的溶解氧,导致水体富营养化,破坏了水体的使用价值。

我国水资源的严重匮乏和水污染防治标准的不断提高,消除含氮化合物对水体污染的要求越来越迫切。

目前最有效、应用最广泛的脱氮方法是生物脱氮工艺。

但传统生物脱氮工艺存在着流程长、构筑物多、投资大、控制因素多、运行费用高等不足之处。

针对传统脱氮工艺存在的问题,专家学者依据生物降解机理,提出短程硝化—反硝化的生物脱氮方法,并进行积极的探索,为脱氮新工艺的开发奠定了基础。

!生物脱氮原理及新工艺优势短程硝化—反硝化生物脱氮,就是抑制硝酸菌的细菌活性,把硝化阶段控制在亚硝酸阶段,使整个生物脱氮过程通过12+—1!13’,—1!1’这样的途径完成。

可以看出,相对于传统硝化—反硝化生物脱氮,短程硝化—反硝化生物脱氮具有以下优点:!)亚硝酸菌世代周期比硝酸菌世代周期短,控制在亚硝酸型阶段易提高微生物浓度和硝化反应速度,缩短硝化反应的时间,从而可以减少反应器容器,节省基建投资。

短程硝化反硝化生物脱氮技术概述短程硝化反硝化脱氮工艺

短程硝化反硝化生物脱氮技术概述短程硝化反硝化脱氮工艺

短程硝化反硝化生物脱氮技术概述短程硝化反硝化脱氮工艺随着水体受到氮素污染越来越严重,废水脱氮日益受到人们的重视。

其中生物脱氮技术将有机氮和氨氮通过硝化反硝化过程去除具有无可比拟的发展前景。

其中传统的生物脱氮技术认为要完全去除水中的氨态氮就必须要经过完整的硝化与反硝化过程,即以硝酸盐作为硝化的终点和反硝化的起点,这主要是基于要防止对环境危害较大的亚硝酸盐的积累以及对好氧硝化菌和兼性厌氧反硝化菌不能在同一个反应器里同时大量存在的认识导致的。

而现在的大量研究表明,好氧硝化菌和兼性厌氧反硝化菌是可以在同一个反应器里共同起作用的。

因为在整体和每一单元填料表面所附着的生物膜上都存在基质和溶解氧的浓度梯度分布,这就为各种生态类型的微生物在生物膜内不同部位占据优势生态位提供了条件。

由于短程硝化反硝化脱氮比传统的脱氮技术具有很多的优点,因此引起了国内外研究者的广泛关注,对影响短程硝化反硝化的因素以及实现和维持短程硝化反硝化的工艺控制进行了大量的研究。

1.传统硝化反硝化脱氮机理1.1 硝化反应硝化反应是由一类自养耗氧微生物完成的,包括两个步骤:第一步为亚硝化过程,是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐;第二步为硝化过程,由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐,亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌,都利用无机碳化合物如CO32-、HCO3-和CO2作为碳源,从NH3、NH4+或NO2-的氧化反应中获取能量。

亚硝酸菌和硝酸菌的特性大致相似,但前者的世代期较短,生长率较快,因此较能适应冲击负荷和不利的环境条件,当硝酸菌受到抑制时,有可能出现NO2-积累的情况。

1.2反硝化反应反硝化反应是由一群异养性微生物完成的生物化学过程,它的主要过程是在缺氧的条件下,将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气态氮。

反硝化细菌多数是兼性细菌,有分子态氧存在时,反硝化氧化分解有机物,利用分子氧作为最终电子受体。

在无分子态氧条件下,反硝化菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N5+和N3-作为电子受体,O2-作为受氢体生成H2O和OH-碱度,有机物则作为碳源和电子供体提供能量,并得到氧化稳定。

短程生物脱氮技术研究进展_苏子杰

短程生物脱氮技术研究进展_苏子杰

SBNR 的重要条件。
2.7 MSC
最 大 / 最 小 基 质 浓 度(Minimum/Maximum
ÁÂÁÅÁÂÆÃÄsubstrateconcentrations,MSC)是近年引入的一个新
概念,用以判定 SBNR 的适宜启动条件与稳定运行
条件[19]。此概念源于考虑温度、DO 和 pH 影响后修
SBNR 则是根据这一原理,利用氨氧化细菌 (Ammonia oxidizing bacteria,AOB)与亚硝酸盐氧 化细菌(Nitrite oxidizing bacteria,NOB)之 间 的 生 理特性差异,在特定环境条件下加快 AOB 的增长
速率或是抑制 NOB 的生长,以此将硝化过程控制 在亚硝化阶段,直接进行反硝化[6]。研究表明,经历 一个适应周期后,反硝化细菌可以直接利用NO2-来 进行反硝化作用[7-8]。因此,实现 SBNR 的重点就在 于如何实现较高而又稳定的NO2-积累。
第 37 卷 第 10 期 2011 年 10 月
水处理技术 TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT
Vol.37 No.10
Oct.,2011
15
短程生物脱氮技术研究进展
苏子杰,左椒兰,康建雄
(华中科技大学环境科学与工程学院,湖北 武汉 430074)
摘 要:短程生物脱氮技术(Shortcut biological nitrogen removal,SBNR)可以节省有机碳源,降低能耗。叙述了
中图分类号:X703.1
文献标识码:A
文章编号:1000-3770(2011)10-0015-006
近年来,随着国民经济发展和人民生活水平的 提高,水体富营养化现象日益严重,城市污水处理 一级 A 提标改造工程在全国展开,对低碳氮比污水 的脱氮要求更高,难度加大。而 SBNR 技术能够节 省 25%的需氧量、减少 40%的碳源和加快氮素的转 化[1-2],是一种低耗的生物脱氮技术,其关键是 NO2的积累[2]。由于氨氮转化为 NO2- 的过程是生物脱氮 工艺中的限制性步骤,NO2- 很容易被氧化成 NO3-, 因而一般情况下 NO2- 的积累较难获得,以致 SBNR 过程不太稳定。但近 10 年,科学界在 SBNR 技术领 域进行了深入的探讨,也成功地在许多反应器中实 现了 SBNR 过程。

《2024年短程硝化反硝化生物脱氮技术》范文

《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。

生物脱氮新技术研究进展

生物脱氮新技术研究进展

生物脱氮新技术研究进展随着环境保护意识的不断提高,生物脱氮技术作为一种环保节能的新型污水处理技术,越来越受到人们的。

本文将介绍生物脱氮新技术的研究背景和意义、研究进展、优缺点和发展前景,以期为相关领域的研究提供参考。

生物脱氮是指利用微生物或植物等生物手段,通过硝化和反硝化作用将废水中的氨氮和硝酸盐等含氮化合物转化为无害的氮气,从而达到废水治理和资源化的目的。

生物脱氮技术主要包括活性污泥法、生物膜法、反硝化菌法等。

这些技术均利用微生物菌群进行硝化和反硝化作用,将废水中的氨氮转化为氮气。

近年来,随着生物技术的不断发展,生物脱氮新技术也层出不穷。

下面介绍几种生物脱氮新技术的研究进展。

短程硝化反硝化技术是指在同一个反应器内,通过控制反应条件,使硝化作用和反硝化作用相继进行。

该技术可以大幅度减少反应器体积,提高反应效率,同时还可以降低能耗。

研究结果表明,短程硝化反硝化技术对氨氮和总氮的去除率均高于传统的活性污泥法。

厌氧氨氧化技术是指利用厌氧微生物将氨氮和亚硝酸盐转化为氮气的过程。

该技术的反应条件温和,无需曝气供氧,具有较高的氮去除率和能源利用率。

研究结果表明,厌氧氨氧化技术对高浓度氨氮废水的处理效果较好,但在低浓度氨氮废水处理中可能受到抑制。

悬浮生长植物脱氮技术是指利用水生植物如荷花、水葫芦等吸收废水中的氨氮,并通过植物体内的转化作用将其转化为氮气。

该技术具有投资少、操作简单、无需外加能源等优点,在低浓度氨氮废水中具有较好的处理效果。

研究结果表明,悬浮生长植物脱氮技术可以降低废水中的氨氮浓度,同时还可以改善水体生态环境。

生物脱氮新技术在氨氮和总氮的去除率、反应效率、能源利用率等方面均优于传统活性污泥法等生物脱氮技术。

但是,这些新技术尚存在一些缺点,如短程硝化反硝化技术需要控制精确的反应条件,厌氧氨氧化技术对废水的预处理要求较高,悬浮生长植物脱氮技术仅适用于低浓度氨氮废水的处理。

因此,在实际应用中,需要根据具体情况选择适合的生物脱氮技术。

短程硝化反硝化脱氮技术的研究进展

短程硝化反硝化脱氮技术的研究进展

[收稿日期] 2010-01-13短程硝化反硝化脱氮技术的研究进展冯灵芝(上海农林职业技术学院,上海松江:201600)摘 要:短程硝化反硝化是一种新型生物脱氮技术,具有降低能耗、节省碳源和减少污泥产量等优点。

本文简要介绍了短程硝化反硝化脱氮技术的原理,对亚硝化菌、硝化菌和反硝化菌的研究现状进行了综述,讨论了温度、DO 、pH 值、泥龄等参数对实现短程硝化的影响,并提出了今后的研究方向。

关键词:短程硝化反硝化;生物脱氮;亚硝酸盐生物脱氮是去除水中氨氮的一种较为经济的方法,其原理就是模拟自然生态环境中氮的循环,利用硝化菌和反硝化菌的联合作用,将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。

目前应用广泛的A/O 、SBR 、氧化沟等脱氮工艺就是在此理论基础上开发的,但这些脱氮工艺普遍存在氨氮负荷过高而引起的出水不达标、消耗有机物,产生剩余污泥多,消耗能源多等问题。

自1975年Voet [1] 发现在硝化过程中HNO 2积累的现象并首次提出短程硝化反硝化脱氮以来,短程硝化反硝化作为一种新型脱氮技术得到广泛的关注。

1 短程硝化反硝化的脱氮机理及优势生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段,主要涉及亚硝化菌、硝化菌和反硝化菌三类微生物。

传统生物脱氮途径如图1所示。

图1 传统生物脱氮途径短程硝化反硝化是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段,然后进行反硝化,省去了传统生物脱氮中由亚硝酸盐氧化成硝酸盐,再还原成亚硝酸盐两个环节。

该技术具有很大的优势[2]:①节省25%氧供应量,降低能耗;②减少40%的碳源,在C/N较低的情况下实现反硝化脱氮;③缩短反应历程,节省50%的反硝化池容积;④降低污泥产量,硝化过程可少产污泥33%~35%左右,反硝化阶段少产污泥55%左右。

2 短程硝化反硝化技术的研究进展亚硝酸盐很不稳定,硝化菌的作用下很快氧化成硝酸盐,一般条件下实现短程硝化反硝化是比较困难的。

短程硝化反硝化技术的关键是将硝化控制在亚硝化阶段,也即是对亚硝化菌和硝化菌的控制。

生物脱氮技术及研究进展

生物脱氮技术及研究进展

硝化处理污水 20 30 1.5 7 37
氮需氧量对总需氧量的贡献率 /%
有机需氧量去除率/% 总需氧量去除率/%
23.5
-
71.3
90 73.7
18.9
92 92.5
氮素污染的其他危害(2)
氨对水生生物产生毒害:氨是水生植物和藻类的营养物质,同 时也是鱼类和其他水生动物的毒性物质。在水中,氨以离子( NH4+)和分子(NH3)的形态存在,引起毒害作用的主要是NH3。 由于pH和温度可影响NH3的分配[NH3/(NH3+NH4+)],升高pH或 温度,可明显增强氨氮的毒性。夏天,在一些富营养化程度高 的水体中,光合作用很强,CO2消耗很大,pH上升很快,极易 诱发水生生物的氨中毒。以鲑鱼和非鲑鱼所作的急性毒性试验 证明,鱼类出现急性中毒的NH3浓度为0.1-10mg/l。
硝化工艺与反硝化工艺的联合
硝化工艺虽能把氨转化为硝酸盐,消除氨的不良影响。 反之,反硝化工艺虽能根除氮素对环境的污染,但不能 直接去除氨氮。因此在环境工程上,硝化工艺与反硝化 工艺常常联合应用。三种常用的生物脱氮工艺流程为
除碳
硝化
反硝化
①分级除碳、硝化、反硝化
除碳和硝化 反硝化
②组合除碳和硝化,分级反硝化工艺
主要内容

氮素污染的危害 氮素污染的控制 生物脱氮理论及其进展 生物脱氮新工艺
氮素污染的最大危害
刺激地表水中植物和藻类的过度生长:植物和藻类 的生长离不开营养物质。在自然水体中,它们的生 长通常受氮和磷的限制。由于水生植物所需的N/P为 4-10(质量比),而寡营养型湖泊的N/P大于10,因 此磷的限制作用更大。但如果城市生活污水排入水 体中,由于污水的N/P为3[氮磷含量分别为30mg/l (以氮计)和10mg/l(以磷计)],湖泊的N/P降低, 氮和磷的限制作用发生逆转。

不同工艺的短程硝化反硝化过程动力学研究方法-天津大学研究生e

不同工艺的短程硝化反硝化过程动力学研究方法-天津大学研究生e

不同工艺的短程硝化反硝化过程动力学研究方法李檬孟露赵晴涂佳敏杨艳灵刘航(天津大学环境科学与工程学院环境工程系,天津300072)摘要对间歇式和连续式活性污泥法的短程硝化反硝化模型构建分析进行了详细的阐述。

通过积分法和最小二乘法估算短程硝化过程与反硝化过程的最大比速率和半饱和常数,确定了反应模型。

在SBR系统中,模型在-N浓度下预测反应器硝化速率,相关系数R=0.9902。

该方法可以较为准确的预测在不同进水氨氮浓度和不同NH+4系统DO浓度下的氮去除效率。

在连续流反应器中,通过物料衡算与Monod方程结合,可以确定短程硝化反硝化的各项动力学参数。

将模型计算值与实测值对比发现,模拟值与实测值吻合良好,平均偏差小于10%。

说明该法能够较好的预测短程脱氮过程。

关键词:脱氮技术;短程硝化反硝化;动力学模型;SBR;A2O2工艺中图分类号:X703Dynamics Research Methods of Different Processes for ShortcutNitrification-DenitrificationLi Meng, Meng Lu, Zhao Qin, Tu Jiamin, Yang Yanling, Liu Hang(School of Environmental Science and Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China)Abstract A kinetic model for shortcut nitrification-denitrification process with batch and continuous activated sludge system was developed. To test this model, the kinetic parameters of the model including maximum specific rates and half-maximum rate concentrations for shortcut nitrification and denitrification were estimated, using the-N integration method and the principle of least-squares method. the predicated nitrification rates under different NH+4 concentrations using this model fit well with correlation coefficient R=0.9902. The model can be used to predict-N and under various DO concentrations.Incontinuous nitrogen removal performance with different influent NH+4activated sludge system, mass balance and Monod equation are both introduced, determining kinetic parameters for shortcut nitrification-denitrification. The model analog value is in good agreenment with the measured values and the average deviation in less than 10%, indicating that this method is able to predict shortcut nitrogen removal process.Key word Nitrogen removal technology;Shortcut nitrification-denitrification;Kinetic modeling;SBR;A2O2 process传统的生物脱氮理论认为原污水中的氨氮经过硝化细菌氧化形成硝酸盐,再由反硝化菌将硝酸盐还原成N2。

《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文

《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。

其中,氮、磷等营养物质的排放对水环境造成了严重污染。

因此,研究并发展新型的生物脱氮除磷技术,对于保护水环境、实现水资源的可持续利用具有重要意义。

本文将就城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展进行详细阐述。

二、城市污水处理现状及挑战城市污水处理主要包括物理、化学和生物处理等多种方法。

其中,生物处理法因其处理效率高、成本低等优点被广泛应用。

然而,传统的生物脱氮除磷技术面临着诸多挑战,如处理效率不高、能耗大、易产生二次污染等问题。

因此,研究新型的生物脱氮除磷技术成为当前的重要课题。

三、新型生物脱氮技术研究进展(一)A2/O工艺改进A2/O(厌氧-缺氧-好氧)工艺是目前应用最广泛的生物脱氮技术。

针对其处理效率及能耗等问题,研究者们通过优化运行参数、改进工艺流程等方式,提高了A2/O工艺的脱氮效果。

(二)短程硝化反硝化技术短程硝化反硝化技术通过控制硝化过程,使氨氮直接转化为氮气,避免了传统硝化过程中产生的中间产物,提高了脱氮效率。

近年来,该技术在城市污水处理中得到了广泛应用。

(三)新型微生物脱氮技术新型微生物脱氮技术主要利用特定的微生物或酶,通过生物强化、生物膜等技术,提高脱氮效率。

例如,利用反硝化细菌的代谢过程,实现高效脱氮。

四、新型生物除磷技术研究进展(一)厌氧-好氧交替运行技术厌氧-好氧交替运行技术通过控制污水在厌氧和好氧条件下的交替运行,使聚磷菌在好氧条件下大量摄取磷,实现除磷效果。

该技术具有操作简单、成本低等优点。

(二)生物膜法除磷技术生物膜法除磷技术利用生物膜的吸附、截留和生物降解作用,将污水中的磷去除。

该技术具有处理效果好、污泥产量少等优点。

(三)新型微生物除磷技术新型微生物除磷技术主要利用特定的微生物或酶,通过生物强化、基因工程等技术,提高除磷效率。

该技术为未来城市污水处理提供了新的思路和方法。

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。

短流程脱总氮最佳工艺

短流程脱总氮最佳工艺

短流程脱总氮最佳工艺一、生物脱氮法生物脱氮法是一种利用微生物将废水中的氮化物转化为气态氮气而去除总氮的工艺。

常用的生物脱氮法有硝化-反硝化、硫酸盐反硝化和厌氧氨氧化等。

硝化-反硝化法是利用硝化细菌将废水中的氨氮转化为硝态氮,然后利用反硝化细菌将硝态氮还原为气态氮气。

该工艺效率高、运行稳定,但对氮源浓度和温度有一定的要求。

硫酸盐反硝化法是将硫酸盐和硝酸盐一起加入反应槽中,利用硫酸盐还原废水中的硝态氮。

该工艺对废水中氮源的类型不敏感,但需要控制好反应条件,避免产生硫化氢等有害物质。

厌氧氨氧化法是利用厌氧氨氧化反应将废水中的氨氮转化为亚硝酸盐,然后利用硝化细菌将亚硝酸盐氧化为硝态氮。

该工艺对氮源浓度不敏感,并且能够实现氮磷同步去除,但对废水中的有机物质含量较高时效果较差。

二、化学沉淀法化学沉淀法是利用化学反应将废水中的氮物质转化为固体沉淀物从而去除总氮的工艺。

常用的化学沉淀法有硫化铁法、氢氧化铝法和三聚氯化铝法等。

硫化铁法是将硫化铁加入废水中,通过与氨氮反应生成硫化物沉淀物,达到去除总氮的目的。

该工艺简单、成本低,但产生的硫化物具有一定的二次污染风险。

氢氧化铝法是将氢氧化铝加入废水中,通过与氨氮反应生成氢氧化铝沉淀物。

该工艺对氮源浓度和废水pH值有一定要求,但去除效率较高。

三聚氯化铝法是将三聚氯化铝加入废水中,通过与氨氮反应生成氯化铝沉淀物。

该工艺操作简单、效果较好,但产生的氯化物会对环境造成二次污染。

三、吸附法吸附法是利用吸附剂将废水中的氮物质吸附到其表面从而去除总氮的工艺。

常用的吸附剂有活性炭、固体酸和离子交换树脂等。

活性炭吸附法是将废水通过活性炭床,利用活性炭对氮物质具有较强的吸附性能,从而去除总氮。

该工艺操作简单,但需要定期更换活性炭。

固体酸吸附法是将废水通过固体酸床,利用固体酸对氮物质具有较强的吸附性能,从而去除总氮。

该工艺适用于高浓度氮源废水,但吸附剂的再生和废弃物处理比较复杂。

离子交换树脂吸附法是将废水通过离子交换树脂床,利用离子交换树脂对氮物质具有较强的吸附性能,从而去除总氮。

短程硝化生物脱氮技术

短程硝化生物脱氮技术

短程硝化生物脱氮技术
短程硝化生物脱氮技术
短程硝化生物脱氮处理技术是近年来国内外水处理研究的一个热点.文章结合国内外的研究现状,简要地介绍了短程硝化的反应机理,分析了影响亚硝酸累积的主要因素,探讨了短程硝化的实现途径并对其所存在的问题进行了客观的分析,最后展望了短程硝化发展前景及目前需要解决的问题.
作者:梁越敢张之源周元祥作者单位:梁越敢,周元祥(合肥工业大学,资源与环境工程学院,安徽,合肥,230009)
张之源(安徽省环境保护局,安徽,合肥,230061)
刊名:合肥工业大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名:JOURNAL OF HEFEI UNIVERSITY OF TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCE) 年,卷(期):2004 27(10) 分类号:X703.1 关键词:生物脱氮短程硝化亚硝酸累积影响因素实现途径。

生物脱氮技术取得突破

生物脱氮技术取得突破

生物脱氮技术取得突破

【期刊名称】《机械给排水》
【年(卷),期】2003(000)003
【摘要】经过课题组两年多的不懈努力,《同步硝化——反硝化单级生物脱氮技术研究》已达到预期的技术指标,于近日通过专家验收。

【总页数】1页(P15)
【作者】无
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】X703.1
【相关文献】
1.我国科学家在合成生物学强化微生物电催化效率领域取得重要突破 [J],
2.低温常温下短程脱氮技术取得新突破 [J],
3.德州学院生物物理省级重点实验室在单晶石墨烯超痕量生物传感技术研究方面取得突破性成果 [J],
4.[微生物]中科院微生物所埃博拉病毒入侵研究取得突破 [J],
5.成都生物所生物预处理玉米秸秆酶解糖化研究取得新突破 [J], 小红
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第 37 卷 第 10 期 2011 年 10 月
水处理技术 TECHNOLOGY OF WATER TREATMENT
Vol.37 No.10
Oct.,2011
15
短程生物脱氮技术研究进展
苏子杰,左椒兰,康建雄
(华中科技大学环境科学与工程学院,湖北 武汉 430074)
摘 要:短程生物脱氮技术(Shortcut biological nitrogen removal,SBNR)可以节省有机碳源,降低能耗。叙述了
被淘汰;落在区域 II 时,AOB 生存下来,NOB 被淘
汰;落在区域 III 时,AOB 与 NOB 均存活下来。这样
就可以解释部分研究人员在高 DO 条件下也能实现
++++++ (DO)/mg L
5 4
3
2
1
0
0 0.75 1
2
3
4
5
++++
++ +/mg L
图 1 限制 DO 条件下比较 AOB 与 NOB 的最小基质浓度
由于 AOB 和 NOB 适宜生长的 pH 范围不同, AOB 的适宜 pH 为 7.0~8.5,而 NOB 的适宜 pH 为 6.0~7.5,因此控制 pH 来实现 SBNR 被广泛认为是
收稿日期:2011-02-11 基金项目:中华环境保护基金会第五批小额资助项目(2010);中华环境保护基金会 TOTO 水环境基金项目(2009) 作者简介:苏子杰(1990-),男,本科,研究方向为水处理理论与技术;联系电话:18886085539;E-mail:apshbb@ 联系作者:左椒兰;联系电话:13006181706
浓度(0.10、9.23 mg·L-1)相差接近两个数量级;进水
TAN 质量浓度为 200 mg·L-1、pH=8 时,温度为 20 ℃
与 30 ℃的 FA 质量浓度(9.23、18.14 mg·L-1)相差
近一倍。因此,许多 SBNR 技术研究得到的最佳温
度、pH 和 FA 彼此存在偏差也有科学道理的,除了
制 AOB 和 NOB,因此只有处理高氨氮废水时才需
要考虑 FNA 的抑制效果。
2.6 DO
AOB 和 NOB 的氧亲 合 常 数 分 别 是 0.3 ~0.5
mg·L-1 和 0.7~1.8 mg·L-1,这表明 AOB 比 NOB 对
氧更有亲合力[17]。而在低 DO 条件下,AOB 的增长
速率也明显比 NOB 的要大 [18],因此低 DO 是实现
由原水水质和反应器类型不同引起外,更重要的一
点是温度、pH、FA 三者之间有互相制约关系。
2.5 FNA
最新研究表明,NO2- 产生的 FNA 与 FA 有类似 的作用,会抑制 AOB 和 NOB 的生长。AOB 的 FNA
抑制浓度为 0.5 mg·L-1[16],NOB 的为 0.1 mg·L-1[15],并
3 短程细菌的基本特征
SBNR 工艺涉及的短程细菌是 AOB 与反硝化 细菌。 3.1 氨氧化细菌
AOB 是革兰氏阴性菌、好氧自养型细菌,形态 有杆状、球状和螺旋状,主要包括亚硝化单胞菌属 (Nitrosomonas)、亚 硝 化 螺 菌 属(Nitrosospira)、亚 硝 化 球 菌 属 (Nitrosococcus)、 亚 硝 化 叶 菌 属 (Nitrosolobus)和亚硝化弧菌属(Nitrosovibrio)等, 其最大比生长速率为 0.04~0.08 μm·h-1,最适温度 25~30 ℃,最适 pH 为 6.0~8.5,世代时间一般为 8~36 h,产率系数为 0.04~0.13 mg·mg-1(细胞 / 基 质),饱和常熟为 0.6~3.6 mg·L-1。研究表明,AOB 可分为慢速生长型和快速生长型[24。
且与 pH、温度之间也有定量的物化关系[15]:
-1
FA=
47 14
×
TNN(mg·L )
[-2300/(273+T(℃))]
pH
[e
×10 ]+1
(3)
利用式 (3) 进行计算可知,当总亚硝态氮
(TNN)质量浓度为 1 000 mg·L-1、pH 为 8、温度为
20 ℃时,FNA 质量浓度只有 0.086 mg·L-1,不足以抑
2 NO2- 积累影响因素
近 年 来 , 研 究 人 员 分 析 了 温 度 、pH、 游 离 氨 (FA)和游离亚硝酸(FNA)、溶解氧(DO)等因素 对 NO2- 积累的影响,并对这些影响因素之间的内在 联系进行深入研究。 2.1 温 度
基于 AOB 和 NOB 对温度变化的敏感性不同, 温度成为 SBNR 的一个重要影响因素。Kim 等[9]观 察到NO2-积累出现在温度为 20 ℃的条件下,此时氨 氧化速率比NO2-氧化速率高,随后在 20~30℃范围 内NO2-的积累随温度的增加而不断地增加。Hunik 等[10]认为当温度大于 15 ℃时,AOB 的比增长速率 大于 NOB,当温度等于 35 ℃时,AOB 的最大比增 长速率为 NOB 的一倍。 2.2 pH
于 q軌max一半的 pH 范围。
2.3 FA
Anthonisen 等[12]的间歇试验结果表明,NOB 的
FA 抑制质量浓度为 0.1~1.0 mg·L-1,AOB 的则为
10~150 mg·L-1。Alleman 等[13]根据此结果,提出了选
择抑制理论,其核心是根据硝化细菌对 FA 的敏感
度不同,通过选择合适 FA 质量浓度范围 (1~10
1 SBNR 反应机理
传统的生物脱氮是基于自养硝化和异养反硝 化的生化过程。硝化作用被认为在绝对好氧的条件下 进行[3],包括氨氮氧化成 NO2- 以及 NO2- 氧化成 NO3-[4]。
反硝化作用则是在厌氧条件下将 NO3- 还原为 NO2-,进一步还原成 N2。可以看到,NO2- 是这两个过 程的中间产物[5]。
SBNR 的反应机理、NO2- 积累的影响因素、短程细菌的基本特征、各类 SBNR 反应器的运行状况,以及有毒物质对短 程硝化反硝化的抑制效应。发现 SBNR 可在不同类型的反应器中实现;其中亚硝酸盐的积累是关键,也是难题,影响
NO2- 积累的因素众多,内在关系复杂。虽然大部分短程生物脱氮技术还处于研究阶段,但应用前景无可估量。 关键词:短程生物脱氮;亚硝酸盐积累;影响因素;细菌特征;运行模式
正的 Monod 方程[20]:
μ = μ AOB max-AOB
[NH3-N]
2
KSH-AOB+[NH3-N]+([NH3-N] /KIH-AOB)
[O2] KO2-AOB +[O2]
(4)
μ = μ NOB max-NOB
[HNO2-N]
2
KSH-NOB+[HNO2-N]+([HNO2-N] /KIHNOB)
中图分类号:X703.1
文献标识码:A
文章编号:1000-3770(2011)10-0015-006
近年来,随着国民经济发展和人民生活水平的 提高,水体富营养化现象日益严重,城市污水处理 一级 A 提标改造工程在全国展开,对低碳氮比污水 的脱氮要求更高,难度加大。而 SBNR 技术能够节 省 25%的需氧量、减少 40%的碳源和加快氮素的转 化[1-2],是一种低耗的生物脱氮技术,其关键是 NO2的积累[2]。由于氨氮转化为 NO2- 的过程是生物脱氮 工艺中的限制性步骤,NO2- 很容易被氧化成 NO3-, 因而一般情况下 NO2- 的积累较难获得,以致 SBNR 过程不太稳定。但近 10 年,科学界在 SBNR 技术领 域进行了深入的探讨,也成功地在许多反应器中实 现了 SBNR 过程。
16
水处理技术
第 37 卷 第 10 期
一个不错的做法。实际上,pH 是通过影响酶的作用 对微生物产生影响,此影响可用经验公式来表达[11]:
軌 軌 軌軌 q軌obs=
q軌max 2
1+cos
π w
×(pH-pHopt)
(pHopt-w≤pH≤pHopt+w)
(1)
式中,q軌obs 为特定 pH 情况下的最大基质利用 率;q軌max为最佳 pH 下的最大基质利用率;w 为q軌obs 大
污水处理中进行亚硝化作用的微生物主要是 Nitrosomonas。Pongsak 等[25]在一个厌氧氨氧化 SBR 反应器的短程硝化时期通过荧光原位技术(FISH) 观察到其优势菌种是 Nitrosomonas (占菌数目的 30%)。Alfredo J 等[1]通过 PCR-CE/SSCP 技术在一 个 SBNR 反应器里也观察到类似的结果。
近年来,分子生态学迅速发展,极大地推动了脱 氮微生物研究的进程。人们可以直接提取环境 DNA,通过 PCR 分子标记等技术来研究脱氮微生 物。目前,学者已经得出 β-Proteobacteria 中 AOB 和 γ-Proteobacteria AOB 的引物与探针,并把 AOB 细 胞内的氨单加氧酶 α 亚基基因(αmoA)用作研究 自然环境中 AOB 的多样性和丰富度的分子标记[26]。 利用分子生态学的相关技术,Nitrosomonas europaea 可以进一步分为 Nitrosomonas europaea AL954747[27] 和 Nitrosomonas europaea NC004757[26]等、Nitrosospira multiformis 同 样 也 可 以 划 分 为 Nitrosospira multiformis CP000103 [27] 和 Nitrosospira multiformis L35509[28]等。 3.2 反硝化细菌
SBNR 的重要条件。
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