短程硝化反硝化的有点

短程硝化反硝化过程优点及影响因素
发布日期:[2010-7-13] 点击数:[502] [字号大中小]
一般认为要实现生物脱氮就必须使氨氮经历典型的完全硝化反硝化过程才能
被去除。

在该过程中NO
3
--N的生成不仅延长了脱氮反应的历程，而且造成了能源和外加碳源的浪费。

从微生物水平上来说，氨氮被氧化成硝酸盐氮由2类独立的细菌催化完成，第一步由氨氧化菌将氨氮氧化成亚硝酸盐氮，第二步由亚硝酸盐氧化菌将亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮，这两类细菌的特征有明显的差异。

那对于反硝化菌无论是硝酸盐氮还是亚硝酸盐氮均可以作为最终受氢体。

因此整个脱氮过程可以用过
NH4+-N NO
2--N N
2
的途径完成，人们把按此途径进行的脱氮技术定义为亚硝酸型
硝化反硝化，也称短程硝化反硝化。

由此整个过程将大大缩短，其标志是有稳定
且较高的NO
2
--N积累。

根据硝化反应的化学计量学，与全程硝化反硝化相比，短程硝化反硝化具有以下优点：
1、1molNH4+-N转化为NO
2--N需要1.5molO
2
，而氧化到NO
3
--N需要2.0molO
2
，
因而可在氧化段降低能耗。

2、反硝化1g NO
2--N素要有机物1.72g，而反硝化1gNO
3
--N需要有机物2.86g，
短程硝化反硝化可减少所需有机碳源，节约运行费用。

3、NO
2--N的反硝化速率比NO
3
—N快63%左右
4、减少50%产泥量
5、反硝化的容积可减少30~40%
6、减少投加碱度和外加碳源的量。

短程硝化反硝化的两个主要反应步骤中，反硝化技术容易控制，关键在于将
—N阶段，阻止其进一步氧化。

短程硝化反应的控制取决于NH4+-N氧化控制在NO
2
对两种硝化菌的控制。

两种细菌在生理机制及动力学特征上存在的固有差异，导致了某些影响因素对两种硝化菌存在不同的抑制作用，从而影响硝化形式。

经过研究，能够抑制亚硝化氧化菌，造成氨氧化菌在硝化系统中占优势的因素主要有：
浓度、高PH、高温、低DO、从缺氧状态到好氧状态的滞高游离氨浓度、游离HNO
2
后时间、游离羟氨浓度以及投加硝化反应选择性化学抑制剂。

（1）溶解氧
DO是人们在短程硝化工艺中最为关注的因素之一，一是研究短程硝化反硝化的目的就是为了节约能耗，如能在较低的DO条件下获得高氨氮去除率，就意味着可以节约供氧量；二是研究表明，在较低的DO条件下，可获得较高的压硝酸盐积累率。

在低DO条件下，由于亚硝酸菌对DO的亲和力较硝酸菌强，使得亚硝酸氮大量积累；当DO为0.5mg/L时，亚硝酸菌的增值速率为正常的60%，而硝酸菌为30%。

因此在低溶解氧条件下，不仅存在对硝酸菌的淘汰还存在对硝酸菌活性的抑制，
而逐步保留了亚硝酸菌。

且在低DO条件下，亚硝酸菌对底物的利用速率增强，增殖速率加快，补偿了低溶解氧造成的代谢活性下降，使得整个硝化反应氨氧化未受到影响，使得亚硝酸盐氮大量积累。

（2）游离氨浓度
分子态游离氨对硝化作用有明显的抑制，亚硝酸盐氧化菌比氨氧化菌更易受到游离氨的抑制，因此如果反应器中分子态游离氨的浓度超过亚硝酸盐氧化菌转化利用的阈值，而低于氨氧化菌转化利用的阈值，就会使反应器内氨氧化菌占优--N的积累。

为了得到高的亚硝化率，游离氨浓度应保持足够低，从
势，实现NO
2
而对亚硝酸盐氧化菌起抑制作用而对氨氧化菌不起抑制作用。

研究表明，当废水中NH3浓度较高，PH偏碱性时易形成亚硝酸型硝化。

另外氨氮负荷过高时，在系统进行初期有利于繁殖较快的氨氧化菌增长，使亚硝酸沉声量大于消耗量而出现积累。

（3）PH
亚硝酸盐氧化菌对PH特别敏感，PH是短程硝化的一个决定因素。

利用氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的最适PH不同，控制混合液中的PH就能控制硝化类型及硝化产物。

最近研究表明，混合体系中氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的最适PH分别在8和7附近。

（4）温度
一般在12-14℃下活性污泥汇总亚硝酸盐氧化菌受到严重的抑制，出现NO
2
--N 积累。

15~30℃硝化过程的亚硝酸盐氮可完全转化为硝酸盐氮。

温度超过30℃后又
会出现NO
2
--N的积累。

（5）泥龄
由于NH4+-N的硝化速率比NO
2
—N的氧化速率快，所以氨氧化菌的世代时间比亚硝酸盐氧化菌的世代周期短，在悬浮处理系统中若泥龄介于氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的最小停留时间之间时，系统中的亚硝酸盐氧化菌会被逐渐淘洗掉，使
氨氧化菌成为系统中的优势硝化菌，硝化产物以NO
2
--N为主。

（6）化学抑制剂
亚硝酸盐氧化菌对环境较为敏感，废水中酚、氰及重金属等有害物质对亚硝酸盐氧化过程有明显的抑制作用。

有人发现当硝酸菌和亚硝酸菌同时存在时，在废水中加入5mmol/L的氯酸钠可抑制亚硝酸盐氧化菌，但对氨氧化菌无影响。

（7）HNO
2
大部分研究发现HNO
2也是实现NO
2
--N积累的一个重要影响因素。

当HNO
2
浓度大于
0.02mg/L时，会抑制亚硝酸盐氧化，出现NO
2
--N积累。

有研究表明，抑制亚硝酸
盐氧化的阈值为0.06~0.83mgHNO
2
-N/L，大于0.4mg/L时氨氧化菌的生长完全被抑制；而当浓度大于0.02mg/L时亚硝酸盐氧化菌的生长完全被抑制。