【专业知识】实现同步硝化反硝化的途径

【专业知识】实现同步硝化反硝化的途径

实现同步硝化反硝化的途径

由于硝化菌的好氧特性，有可能在曝气池中实现SND.实际上，很早以前人们就发现了曝气池中氮的非同化损失（其损失量随控制条件的不同约在10%～20%左右），对SND的研究也主要围绕着氮的损失途径来进行，希望在不影响硝化效果的情况下提高

曝气池的脱氮效率。

①利用某些微生物种群在好氧条件下具有反硝化的特性来实现SND.研究结果表明，Thiosphaera、Pseadonmonasnautica、Comamonossp.等微生物在好氧条件下可利用NOX-N进行反硝化。如果将硝化菌和反硝化菌置于同一反应器（曝气池）内混合培养，则可达到单个反应器的同步硝化反硝化。尽管这些微生物的纯培养结果令人满意，但目前普遍认为离实际应用尚有距离，主要原因是实际污泥中这些菌群所占份额太

小。

②利用好氧活性污泥絮体中的缺氧区来实现SND.通常曝气池中的DO维持在1～

2mg/L，活性污泥大小具有一定的尺度，由于扩散梯度的存在，在污泥颗粒的内部可能存在着一个缺氧区，从而形成有利于反硝化的微环境。以往对曝气池中氮的损失主要以此解释，并被广泛接受。如果污泥颗粒内部厌氧区增大，反硝化效率就相应

提高。

大量研究结果表明，活性污泥的SND主要是由污泥絮体内部缺氧产生。要实现高效率的SND，关键是如何在曝气条件下（不影响硝化效果）增大活性污泥颗粒内部的缺

氧区以实现反硝化。要达到这一目的，有两种途径可供选择，即减小曝气池内混合

液的DO浓度和提高活性污泥颗粒的尺度。

降低曝气池的DO浓度，即减小了O2的扩散推动力，可在不改变污泥颗粒尺度的条件下在其内部形成较大的缺氧区。丹麦BioBalance公司发明的SymBio工艺即建立在此理论基础之上（曝气池DO维持在1mg/L以下），但在低DO浓度下硝化菌的活性将会降低，且极易形成诸如Sphaeroticulenatans/1701和H.Hydrossis之类的丝状菌膨胀。因此，提高SND活性污泥颗粒的尺度，在不影响硝化效率的前提下达到高效的SND可能是最佳选择。然而，由于曝气池中气泡的剧烈扰动作用，活性污泥颗

粒在曝气条件下很难长大，因此限制了活性污泥法SND效率的提高。

实现活性污泥法的高效同步硝化反硝化，必须在曝气状态下满足以下两个条件：

①入流中的碳源应尽可能少地被好氧氧化；

②曝气池内应维持较大尺度的活性污泥。

在连续流好氧条件下硝化发生在碳氧化之后，入流中的碳源被碳氧化或合成为细胞物质，只有当BOD浓度处于较低水平时硝化过程才开始。此时，即使污泥尺度较大也能形成有利于反硝化的微环境，但外源碳已消耗殆尽，只能利用内源碳进行反硝化，而内源水平反硝化的反应速率小，因此SND效率就低。在非连续条件下微生物的代谢模式则截然不同，入流中的碳源可在很短的时间内被微生物大量吸收，并以聚合物或原始基质的形态储藏于体内，从而使曝气池中的碳源浓度迅速降低，为硝化创造良好条件。如果颗粒污泥较大，形成有利于反硝化的微环境，则微生物可利用预先储存的基质进行反硝化。由于反硝化处在基质水平，反硝化的速度快，SND效率就高。

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