短程硝化反硝化中影响HNO2积累的因素分析
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短程硝化反硝化 中影响 Ｈ Ｏ２ Ｎ 积累 的因素分析
汪 德 生
（ 宁 省 环 境 科 学 研 究 院 ， 宁沈 阳 １０ ３ ） 辽 辽 １０ １
摘
要 ： 绍 了短 程 硝 化 反 硝 化 的 生 物 脱 氮机 理 ， 综 述 了 短 程 硝 化 反 硝 化 过 程 中影 响 ＨＮ 累 的 主 要 因 素 游 离 性 氨 介 Ｏ积
系统 ，如何 控 制硝 化 停 止在 Ｈ Ｏ 阶段 是 实现 短 程 Ｎ
生物 脱 氮 的关 键 。传 统 硝化 过程 是 由亚 硝酸 菌 和硝
酸菌 协 同完 成 的 ， 由于 这 ２类 细菌 在 开放 的生 态 系
统 中形 成 较 为紧 密 的互 生关 系 ， 氨 氧化 为硝 酸 ， 将 因
此完 全 的亚 硝酸 化是 不 可能 的。实 现短 程硝 化 反硝 化 的关 键 在 于将 Ｎ ４ 化 控 制 在 Ｎ ２ Ｈ＋ 氧 Ｏ－ 阶段 ， 阻止
Ｈ Ｎ： Ｎ： ０） Ｎ： Ｍ ： ０ ０（ ： Ｎ ０ ，
硝化 反硝化 ｔ
Ｎ２ Ｏ－ 一 步氧化 ， 后直 接进 行反 硝化 ｌ。短 程硝 的进 然 ３ ］
效率 ； 更低的生物产量 ， 减少了剩余污泥 的处理量 ； 减少 了硝 化反 应需 氧量 。
３ 维 持 与 影 响 因素
由于废水 生 物处 理 反应 器均 为 开放 的பைடு நூலகம் 纯 培养
反 硝化 ２个过 程 。传 统生 物脱 氮 工艺 是 将 硝化过 程
和反硝 化 过程 作 为 ２ 独 立 的 阶段分 别 安排 在不 同 个 的反应 器 中实现 的 ［ 如 式 （ ） ， １ 。短 程 硝化 反 硝化 新 工 艺是 利 用硝 酸 菌和 亚硝 酸 菌 的差异 ，控制 硝 化反 应 只进 行 到 Ｎ ２ Ｏ－ 阶段 ，也 就 是 造 成 大量 的 Ｎ ２累 Ｏ 积， 然后 就 进行 反硝 化反应 ， 如式 （ ） ２。
中 图 分 类 号 ： ７ ３１ Ｘ ０．
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ４ １２ （０ ０ ０ — ０ ５ ０ １７ — ０ １ ２ １ ）６ ０ ５ — ４
１ 引 言
短 程 硝化 反 硝化 生 物脱 氮工 艺是 近 几 年刚 刚发 展起来 的新 型 生物脱 氮技 术 。 该技 术具 有 节约 能源 、 减少 污泥 产量 和节 省 占地 面 积等 优点 ， 因此 ， 到 国 受 内外 污水 处理 领域 的广泛 关 注 ，并成 为 污水 生 物脱 氮研究 领域 的热 点 。
ｄ ｎ ｔ ｆｃ ｔｏ ｒ ｕ ｏ ｗａ ｄ． ｅ ｉｒｉ ａ ｉｎ ｗｅｅ ｐ ｔｆ ｒ ｒ ｉ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｈ ￣ｃ ｔ ｔｉ ａｉ ｎ ｅ ｔｉ ｃ ｔｏ ； ｎ ｔｉ ｃ ｔｏ ＨＮＯ２ｎｉ ｏ ｏ ａ ｔｒａ ｎ ｔｏ ｃｅ ｉ ｄ ｓ ｏ ｕ ６ｃ ｔｏ —ｄ ｎｉｒｆ ａｉ ｎ ｄｅ ｉｒｆ ａ ｉｎ； ｎｉｒ ｉ ｉ ； ｔ ｓ ｂ ｃ ｃ ｉ； ｉｒ ｂａ ｔ ｒｕｍ ｒ
（ Ａ）ｐ 温度 、 解 氧 （ Ｏ） 污 泥 泥龄 等 ， 讨 了 实现 短 程 硝 化 反 硝 化 的 途 径 。 Ｆ 、 Ｈ、 溶 Ｄ 和 探 关键词 ： 程硝化 ； 短 反硝 化 ； Ｎ ，亚 硝 化 菌 ； 化 茵 Ｈ Ｏ； 硝
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｔ ｅ ｐ ｉ ｃ ｐ ｅ ｏ ｈ ｒ ｕ ｉ ｉ ｃ ｔ ｎ— ｅ ｉ ｉ ｃ ｔ ｎ ｗａ ｎｒ ｄ ｃ ｄ ｈ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｄ ｔ ａ ｈ ａ ｔｒ ｎ ｕ ｎ ｉ ｇ ｔ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｒｎ ｉ ｌ ｆ ｓ ｏ ｔ ｔ ｎ ｔ ｆ ａ ｉ ｃ ｒ ｉ ｏ ｄ ｎ ｔ ｆ ａｉ ｓ ｉ ｔ ｕ ｅ ．Ｔ ｅ ｒ ｓ ｌ ｓ ｏ ｅ ｈ ｔ ｔ ｅ ｆ ｃｏ ｓ ｉ ｆ ｅ ｃｎ ｈ ｒ ｉ ｏ ｏ ｓ ｌ ａ ｃ ｍｕ ａｉｎ ｏ ｃ ｕ ｌｔ ｆ ＨＮＯ２ｗｅ ｅ ｆ ｅ ａ ｏ ｒ ｒ ｍｍｏ ｉ，ｐ ， ｍｐ ｒ ｔ ｒ ，ｄ ｓｏ ｖ ｄ ｏ ｙ ｅ ｎ ｌ ｄ ｅ ａ ｅ ｅ ｎａ Ｈ ｔ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｉｓ ｌ ｅ ｘ ｇ ｎ ａ ｄ ｓｕ ｇ ｇ ．Ｔｈ ｎ ｍｅ ｈ ｄ ｏ ｃ ｉ ｖｎ ｈ ｒ ｕ ｅ ｔ ｏ ｓ ｆ ｒ ａ ｈ ｅ ｉ ｇ ｓ ｏｔ ｔ ｃ
化反 硝 化 的 标 志 是 硝 化 产 物 持续 稳 定 的 ＮＯ－ 累 ２的 积 ，要 求 硝化 产物 中 Ｎ ２（ Ｏ－Ｎ ２ Ｏ－ Ｎ ３ Ｏ－ ／ ＋ ）值 至少 大于 ０５ ．。因此 ， 何持 久 稳 定地 维持 较 高 浓度 Ｎ ２ 如 Ｏ－ 的积 累及影 响 Ｎ ２Ｒ累 的因素成 为研 究 短程 硝化 反 硝化 Ｏ－ ｛
的硝 化产 物 以 Ｎ ｓ 主 ， Ｏ－ Ｏ－ 为 Ｎ ２ 含量 一般 低 于 ５ ％。短 程硝 化 反硝 化 生物 脱氮 法是 将 硝化 控 制在 形成 亚硝 酸 阶段 ， 阻止 亚 硝 酸 的进 一 步硝 化 ， 然后 直接 进 行反 硝化 ，其关 键 是 在硝 化 阶段 维 持 ＨＮ ： 久 稳定 地 Ｏ长
的热 点所 在 。
Ｎ ４０ ｕ （Ｏ ） Ｎ Ｈ—３ Ｎ ：＋ －— ＋ ＿ ，
短 程硝 化 短程 反硝 化 通 过 式 （ ） ２ 可 以看 出 ， Ｏ － 传 统 脱 氮 过 程 １（ ） Ｎ ２ 在 中经 历 了一个 闭路 循 环 ，循 环增 加 了硝 化 的曝气 量 和反硝 化有 机物 的需 要量 。 在一 般情 况 下 ， 硝化 中 间
积累。 与传 统 硝化 反硝 化方 法相 比 ， 程 硝化反 硝化 短
具 有 以下优 点 ： 少 了反 硝化 碳 源 ； 高 了反硝 化 减 提
２ 工 艺原 理
生 物脱 氮 是 在 微 生 物 的作 用 下 ，将 有 机 氮 和 Ｎ Ｎ转化 为 Ｎ 和 Ｎ ０气 体 的 过程 ， 经过 硝 化和 Ｈ一 需
汪 德 生
（ 宁 省 环 境 科 学 研 究 院 ， 宁沈 阳 １０ ３ ） 辽 辽 １０ １
摘
要 ： 绍 了短 程 硝 化 反 硝 化 的 生 物 脱 氮机 理 ， 综 述 了 短 程 硝 化 反 硝 化 过 程 中影 响 ＨＮ 累 的 主 要 因 素 游 离 性 氨 介 Ｏ积
系统 ，如何 控 制硝 化 停 止在 Ｈ Ｏ 阶段 是 实现 短 程 Ｎ
生物 脱 氮 的关 键 。传 统 硝化 过程 是 由亚 硝酸 菌 和硝
酸菌 协 同完 成 的 ， 由于 这 ２类 细菌 在 开放 的生 态 系
统 中形 成 较 为紧 密 的互 生关 系 ， 氨 氧化 为硝 酸 ， 将 因
此完 全 的亚 硝酸 化是 不 可能 的。实 现短 程硝 化 反硝 化 的关 键 在 于将 Ｎ ４ 化 控 制 在 Ｎ ２ Ｈ＋ 氧 Ｏ－ 阶段 ， 阻止
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Ｎ２ Ｏ－ 一 步氧化 ， 后直 接进 行反 硝化 ｌ。短 程硝 的进 然 ３ ］
效率 ； 更低的生物产量 ， 减少了剩余污泥 的处理量 ； 减少 了硝 化反 应需 氧量 。
３ 维 持 与 影 响 因素
由于废水 生 物处 理 反应 器均 为 开放 的பைடு நூலகம் 纯 培养
反 硝化 ２个过 程 。传 统生 物脱 氮 工艺 是 将 硝化过 程
和反硝 化 过程 作 为 ２ 独 立 的 阶段分 别 安排 在不 同 个 的反应 器 中实现 的 ［ 如 式 （ ） ， １ 。短 程 硝化 反 硝化 新 工 艺是 利 用硝 酸 菌和 亚硝 酸 菌 的差异 ，控制 硝 化反 应 只进 行 到 Ｎ ２ Ｏ－ 阶段 ，也 就 是 造 成 大量 的 Ｎ ２累 Ｏ 积， 然后 就 进行 反硝 化反应 ， 如式 （ ） ２。
中 图 分 类 号 ： ７ ３１ Ｘ ０．
文 献 标 识 码 ： Ａ
文 章 编 号 ：６ ４ １２ （０ ０ ０ — ０ ５ ０ １７ — ０ １ ２ １ ）６ ０ ５ — ４
１ 引 言
短 程 硝化 反 硝化 生 物脱 氮工 艺是 近 几 年刚 刚发 展起来 的新 型 生物脱 氮技 术 。 该技 术具 有 节约 能源 、 减少 污泥 产量 和节 省 占地 面 积等 优点 ， 因此 ， 到 国 受 内外 污水 处理 领域 的广泛 关 注 ，并成 为 污水 生 物脱 氮研究 领域 的热 点 。
ｄ ｎ ｔ ｆｃ ｔｏ ｒ ｕ ｏ ｗａ ｄ． ｅ ｉｒｉ ａ ｉｎ ｗｅｅ ｐ ｔｆ ｒ ｒ ｉ Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｓ： ｈ ￣ｃ ｔ ｔｉ ａｉ ｎ ｅ ｔｉ ｃ ｔｏ ； ｎ ｔｉ ｃ ｔｏ ＨＮＯ２ｎｉ ｏ ｏ ａ ｔｒａ ｎ ｔｏ ｃｅ ｉ ｄ ｓ ｏ ｕ ６ｃ ｔｏ —ｄ ｎｉｒｆ ａｉ ｎ ｄｅ ｉｒｆ ａ ｉｎ； ｎｉｒ ｉ ｉ ； ｔ ｓ ｂ ｃ ｃ ｉ； ｉｒ ｂａ ｔ ｒｕｍ ｒ
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化反 硝 化 的 标 志 是 硝 化 产 物 持续 稳 定 的 ＮＯ－ 累 ２的 积 ，要 求 硝化 产物 中 Ｎ ２（ Ｏ－Ｎ ２ Ｏ－ Ｎ ３ Ｏ－ ／ ＋ ）值 至少 大于 ０５ ．。因此 ， 何持 久 稳 定地 维持 较 高 浓度 Ｎ ２ 如 Ｏ－ 的积 累及影 响 Ｎ ２Ｒ累 的因素成 为研 究 短程 硝化 反 硝化 Ｏ－ ｛
的硝 化产 物 以 Ｎ ｓ 主 ， Ｏ－ Ｏ－ 为 Ｎ ２ 含量 一般 低 于 ５ ％。短 程硝 化 反硝 化 生物 脱氮 法是 将 硝化 控 制在 形成 亚硝 酸 阶段 ， 阻止 亚 硝 酸 的进 一 步硝 化 ， 然后 直接 进 行反 硝化 ，其关 键 是 在硝 化 阶段 维 持 ＨＮ ： 久 稳定 地 Ｏ长
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短 程硝 化 短程 反硝 化 通 过 式 （ ） ２ 可 以看 出 ， Ｏ － 传 统 脱 氮 过 程 １（ ） Ｎ ２ 在 中经 历 了一个 闭路 循 环 ，循 环增 加 了硝 化 的曝气 量 和反硝 化有 机物 的需 要量 。 在一 般情 况 下 ， 硝化 中 间
积累。 与传 统 硝化 反硝 化方 法相 比 ， 程 硝化反 硝化 短
具 有 以下优 点 ： 少 了反 硝化 碳 源 ； 高 了反硝 化 减 提
２ 工 艺原 理
生 物脱 氮 是 在 微 生 物 的作 用 下 ，将 有 机 氮 和 Ｎ Ｎ转化 为 Ｎ 和 Ｎ ０气 体 的 过程 ， 经过 硝 化和 Ｈ一 需