第四章廢水的微生物脫氮除磷

1、第四章第四章 廢水的微生物脫氮除磷廢水的微生物脫氮除磷第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮 第三節(jié)第三節(jié) 微生物除磷微生物除磷第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述氮、磷對(duì)受納水體的主要危害表現(xiàn)在：氮、磷對(duì)受納水體的主要危害表現(xiàn)在：（1 1）造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化；）造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化；（2 2）影響水源水質(zhì)，增加給水處理成本；）影響水源水質(zhì)，增加給水處理成本；（3 3）對(duì)人和生物產(chǎn)生毒性。）對(duì)人和生物產(chǎn)生毒性。第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述氮、磷是藻類生長(zhǎng)的限制因子，水體中氮、磷濃度增氮、磷是藻類生長(zhǎng)的限制因子，水體中氮、磷濃度增高會(huì)導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化。高會(huì)導(dǎo)致水體的富營(yíng)養(yǎng)化。當(dāng)水體中磷的含量

2、高于當(dāng)水體中磷的含量高于0.5mg/L0.5mg/L時(shí)，將促進(jìn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)時(shí)，將促進(jìn)富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象的加速發(fā)生；但當(dāng)水體中磷的含量低于象的加速發(fā)生；但當(dāng)水體中磷的含量低于0.5mg/L0.5mg/L時(shí)，時(shí)，能控制藻類的過度生長(zhǎng)；而低于能控制藻類的過度生長(zhǎng)；而低于0.05mg/L0.05mg/L時(shí)，藻類則時(shí)，藻類則幾乎停止生長(zhǎng)。幾乎停止生長(zhǎng)。氨態(tài)氮排入水體會(huì)因硝化作用而耗去水體中大量的氧氨態(tài)氮排入水體會(huì)因硝化作用而耗去水體中大量的氧造成水體溶解氧下降。飲用水中硝態(tài)氮超過造成水體溶解氧下降。飲用水中硝態(tài)氮超過10mg/L10mg/L會(huì)會(huì)引起嬰兒的高鐵血紅蛋白癥。引起嬰兒的高鐵血紅蛋白癥。第一節(jié)第一節(jié) 概

3、概 述述水體富營(yíng)養(yǎng)化問題越來越嚴(yán)重，據(jù)報(bào)道，水體富營(yíng)養(yǎng)化問題越來越嚴(yán)重，據(jù)報(bào)道，19911991年我國(guó)年我國(guó)共發(fā)生赤潮共發(fā)生赤潮3838次，次，19921992年增加至年增加至5050次，造成魚類和其次，造成魚類和其他生物大量死亡，對(duì)海洋漁業(yè)資源造成極大的破壞。他生物大量死亡，對(duì)海洋漁業(yè)資源造成極大的破壞。為此，對(duì)于水體中氮、磷的去除已越來越受到重視，為此，對(duì)于水體中氮、磷的去除已越來越受到重視，許多國(guó)家對(duì)廢水處理廠出水氮、磷都制訂了嚴(yán)格的排許多國(guó)家對(duì)廢水處理廠出水氮、磷都制訂了嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)。放標(biāo)準(zhǔn)。近年來近年來, , 廢水的脫氮除磷技術(shù)得到了迅速發(fā)展。而微生廢水的脫氮除磷技術(shù)得到了迅速發(fā)展

4、。而微生物脫氮除磷技術(shù)由于具有處理效果好，處理過程穩(wěn)定物脫氮除磷技術(shù)由于具有處理效果好，處理過程穩(wěn)定可靠、處理成本低、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛可靠、處理成本低、操作管理方便等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛運(yùn)用，為水體中氮、磷的去除提供了有效手段。運(yùn)用，為水體中氮、磷的去除提供了有效手段。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮 一、發(fā)展歷程一、發(fā)展歷程二、基本原理二、基本原理三、工藝流程三、工藝流程四、影響因素四、影響因素五、應(yīng)用實(shí)例五、應(yīng)用實(shí)例六、生物脫氮研究進(jìn)展六、生物脫氮研究進(jìn)展第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程三、工藝流程三、工藝流程生物脫氮的工藝流程，根據(jù)細(xì)菌在系統(tǒng)中存在的狀態(tài)生物脫

5、氮的工藝流程，根據(jù)細(xì)菌在系統(tǒng)中存在的狀態(tài)可分為可分為懸浮污泥系統(tǒng)懸浮污泥系統(tǒng)和和膜法系統(tǒng)膜法系統(tǒng)兩大類。兩大類。懸浮污泥系統(tǒng)又可分為去碳、硝化、反硝化結(jié)合的懸浮污泥系統(tǒng)又可分為去碳、硝化、反硝化結(jié)合的單單級(jí)污泥系統(tǒng)級(jí)污泥系統(tǒng)以及去碳、硝化、反硝化相分隔的以及去碳、硝化、反硝化相分隔的多級(jí)污多級(jí)污泥系統(tǒng)泥系統(tǒng)。根據(jù)脫氮時(shí)所用的碳源，還可將其細(xì)分為兩類：根據(jù)脫氮時(shí)所用的碳源，還可將其細(xì)分為兩類：內(nèi)碳內(nèi)碳源源和和外加碳源外加碳源。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程( (一一) )懸浮污泥系統(tǒng)懸浮污泥系統(tǒng) 懸浮污泥系統(tǒng)可分為以下幾種類型：懸浮污泥系統(tǒng)可分為以下幾種類型：1 1懸浮多級(jí)污

6、泥內(nèi)碳源系統(tǒng)懸浮多級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng) 2 2懸浮多級(jí)污泥外加碳源系統(tǒng)懸浮多級(jí)污泥外加碳源系統(tǒng) 3 3懸浮單級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng)懸浮單級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng) 4 4懸浮單級(jí)污泥外加碳源系統(tǒng)懸浮單級(jí)污泥外加碳源系統(tǒng) 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程1 1懸浮多級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng)懸浮多級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng) 處理流程見下圖處理流程見下圖第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程該系統(tǒng)主要分為兩大部分，前半部分污泥在好氧條件該系統(tǒng)主要分為兩大部分，前半部分污泥在好氧條件下去碳及硝化，其污泥經(jīng)沉淀池分離后隨即回流，與下去碳及硝化，其污泥經(jīng)沉淀池分離后隨即回流，與后半部分并不混合。硝化的廢水進(jìn)入后半

7、部分，在缺后半部分并不混合。硝化的廢水進(jìn)入后半部分，在缺氧條件下利用旁路進(jìn)水中的有機(jī)碳作為碳源進(jìn)行反硝氧條件下利用旁路進(jìn)水中的有機(jī)碳作為碳源進(jìn)行反硝化，化，剩余的小部分有機(jī)物經(jīng)后曝氣被氧化分解。后曝剩余的小部分有機(jī)物經(jīng)后曝氣被氧化分解。后曝氣還可吹脫污泥中氮?dú)?，并通過提高溶氧水平使反硝氣還可吹脫污泥中氮?dú)?，并通過提高溶氧水平使反硝化作用停止，以使污泥在沉淀池中很好地分離?；饔猛Ｖ?，以使污泥在沉淀池中很好地分離。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程2 2懸浮多級(jí)污泥外加碳源系統(tǒng)懸浮多級(jí)污泥外加碳源系統(tǒng) 處理流程見下圖處理流程見下圖流程基本上與懸浮多級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng)相同，只是反流程

8、基本上與懸浮多級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng)相同，只是反硝化這一步利用外加甲醇或其他含碳工業(yè)廢水作為碳硝化這一步利用外加甲醇或其他含碳工業(yè)廢水作為碳源。源。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程分隔的多級(jí)污泥系統(tǒng)同其他反硝化系統(tǒng)相比較，由于分隔的多級(jí)污泥系統(tǒng)同其他反硝化系統(tǒng)相比較，由于可根據(jù)每一級(jí)微生物的不同要求進(jìn)行操作管理，故運(yùn)可根據(jù)每一級(jí)微生物的不同要求進(jìn)行操作管理，故運(yùn)行較穩(wěn)定，效率亦高，可使系統(tǒng)總的池積減少，但由行較穩(wěn)定，效率亦高，可使系統(tǒng)總的池積減少，但由于池子繁多，基建費(fèi)用較高。于池子繁多，基建費(fèi)用較高。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程3 3懸浮單級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng)

9、懸浮單級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng) 懸浮單級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng)主要有懸浮單級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng)主要有四種基本流程四種基本流程，即前置反硝，即前置反硝化的化的A/O (Anoxic/ Oxic)A/O (Anoxic/ Oxic)工藝、同時(shí)反硝化的氧化溝工藝、工藝、同時(shí)反硝化的氧化溝工藝、后反硝化的橋本工藝及四階段的后反硝化的橋本工藝及四階段的 BardenphoBardenpho工藝。工藝。它們的共它們的共同特點(diǎn)是同特點(diǎn)是去碳、硝化和反硝化在分隔或不分隔的同一系統(tǒng)內(nèi)去碳、硝化和反硝化在分隔或不分隔的同一系統(tǒng)內(nèi)的不同區(qū)段中進(jìn)行，整個(gè)系統(tǒng)只有一種污泥，因此只設(shè)一個(gè)的不同區(qū)段中進(jìn)行，整個(gè)系統(tǒng)只有一種污泥，因此只設(shè)一個(gè)二

10、次沉淀池。不論其流程如何變化，系統(tǒng)內(nèi)總是存在著去碳二次沉淀池。不論其流程如何變化，系統(tǒng)內(nèi)總是存在著去碳和硝化的好氧段和硝化的好氧段( (或好氧池或好氧池) )以及進(jìn)行反硝化的缺氧段以及進(jìn)行反硝化的缺氧段( (或缺氧或缺氧池池) )這二大部分。這二大部分。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程(1)A/O(1)A/O工藝工藝 A/O (Anoxic/ Oxic)A/O (Anoxic/ Oxic)工藝即為缺氧好氧工藝，其流程工藝即為缺氧好氧工藝，其流程見下圖。見下圖。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程在這種工藝中，反硝化段是在處理系統(tǒng)最前面，硝化在這種工藝中，反硝

11、化段是在處理系統(tǒng)最前面，硝化段中的混合液以一定比例回流到反硝化段，反硝化段段中的混合液以一定比例回流到反硝化段，反硝化段中的反硝化脫氮菌在無氧或低氧條件下，利用進(jìn)水中中的反硝化脫氮菌在無氧或低氧條件下，利用進(jìn)水中的有機(jī)物作為碳源，以回流硝化池內(nèi)的有機(jī)物作為碳源，以回流硝化池內(nèi)NONO3 3- -中的氧作為中的氧作為電子受體，將電子受體，將NONO3 3- -還原為還原為NN2 2。這樣，反硝化過程中所。這樣，反硝化過程中所需的有機(jī)碳源可直接來源于污水，不必外加。從而，需的有機(jī)碳源可直接來源于污水，不必外加。從而，可以減輕硝化時(shí)的有機(jī)物負(fù)荷，減少停留時(shí)間，并節(jié)可以減輕硝化時(shí)的有機(jī)物負(fù)荷，減少停留

12、時(shí)間，并節(jié)省曝氣量和堿的投加量。反硝化過程中產(chǎn)生的堿度可省曝氣量和堿的投加量。反硝化過程中產(chǎn)生的堿度可補(bǔ)償硝化段消耗的堿度的一半左右。該種微生物脫氮補(bǔ)償硝化段消耗的堿度的一半左右。該種微生物脫氮法是一種較為完善的工藝流程，這也是目前在生物脫法是一種較為完善的工藝流程，這也是目前在生物脫氮中最廣泛采用的工藝。氮中最廣泛采用的工藝。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程(2)(2)氧化溝工藝氧化溝工藝 其流程見下圖其流程見下圖第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程在環(huán)狀氧化溝的某一點(diǎn)或多點(diǎn)設(shè)置曝氣機(jī)，污泥沿氧在環(huán)狀氧化溝的某一點(diǎn)或多點(diǎn)設(shè)置曝氣機(jī)，污泥沿氧化溝循環(huán)流動(dòng)。在曝

13、氣機(jī)的下游區(qū)段為好氧段，進(jìn)行化溝循環(huán)流動(dòng)。在曝氣機(jī)的下游區(qū)段為好氧段，進(jìn)行去碳和硝化。遠(yuǎn)離曝氣機(jī)的區(qū)段直至下一曝氣機(jī)上游去碳和硝化。遠(yuǎn)離曝氣機(jī)的區(qū)段直至下一曝氣機(jī)上游端為缺氧段，端為缺氧段，廢水在缺氧段起始點(diǎn)進(jìn)入廢水在缺氧段起始點(diǎn)進(jìn)入。反硝化細(xì)菌。反硝化細(xì)菌可利用廢水中的碳源和好氧段來的硝酸鹽進(jìn)行反硝化可利用廢水中的碳源和好氧段來的硝酸鹽進(jìn)行反硝化脫氮。脫氮。處理后出水在好氧段末端由導(dǎo)管引入二沉池處理后出水在好氧段末端由導(dǎo)管引入二沉池。曝氣機(jī)常選用曝氣機(jī)常選用轉(zhuǎn)刷或浸沒式轉(zhuǎn)刷或浸沒式U U型管曝氣機(jī)型管曝氣機(jī)，轉(zhuǎn)速慢、，轉(zhuǎn)速慢、能耗省，可滿足充氧并使污泥向前流動(dòng)。能耗省，可滿足充氧并使污泥向前

14、流動(dòng)。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程(3)(3)橋本工藝橋本工藝 其工藝流程見下圖其工藝流程見下圖第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程在橋本工藝中反硝化的缺氧池位于好氧池的后面。廢在橋本工藝中反硝化的缺氧池位于好氧池的后面。廢水進(jìn)入前面的好氧池進(jìn)行去碳和硝化，后面的缺氧池水進(jìn)入前面的好氧池進(jìn)行去碳和硝化，后面的缺氧池利用旁路流入的一部分廢水中的碳源以及來自前面的利用旁路流入的一部分廢水中的碳源以及來自前面的好氧池的硝酸鹽進(jìn)行反硝化脫氮。它的工藝流程較為好氧池的硝酸鹽進(jìn)行反硝化脫氮。它的工藝流程較為簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是旁路流入缺氧池提供反硝化碳源的廢水簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是旁路流

15、入缺氧池提供反硝化碳源的廢水流量很難控制，若流量不足會(huì)影響反硝化，流量過大流量很難控制，若流量不足會(huì)影響反硝化，流量過大會(huì)因碳源過剩而影響出水水質(zhì)。在缺氧池后設(shè)一停留會(huì)因碳源過剩而影響出水水質(zhì)。在缺氧池后設(shè)一停留時(shí)間為時(shí)間為34min-45min34min-45min的后曝氣池，可去除殘剩的有機(jī)的后曝氣池，可去除殘剩的有機(jī)物和吹脫污泥上的氮?dú)馀?。物和吹脫污泥上的氮?dú)馀荨?第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程(4)Bardenpho(4)Bardenpho工藝工藝其工藝流程見下圖其工藝流程見下圖第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程四段四段BardenphoBarden

16、pho工藝的前面二段類似于工藝的前面二段類似于A/OA/O工藝。為了工藝。為了進(jìn)一步提高去氮率，可將好氧池進(jìn)一步提高去氮率，可將好氧池1 1流出的硝酸鹽導(dǎo)入第流出的硝酸鹽導(dǎo)入第二個(gè)缺氧池，反硝化細(xì)菌可利用細(xì)菌衰亡后釋放的二二個(gè)缺氧池，反硝化細(xì)菌可利用細(xì)菌衰亡后釋放的二次性基質(zhì)作為碳源進(jìn)行反硝化，以徹底去除系統(tǒng)中的次性基質(zhì)作為碳源進(jìn)行反硝化，以徹底去除系統(tǒng)中的硝酸鹽，當(dāng)然缺氧池硝酸鹽，當(dāng)然缺氧池2 2的反硝化速率較低。污泥最后進(jìn)的反硝化速率較低。污泥最后進(jìn)入好氧池入好氧池2 2，以吹脫氮?dú)馀?，提高污泥的沉降性能。，以吹脫氮?dú)馀?，提高污泥的沉降性能?第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝

17、流程4 4懸浮單級(jí)污泥外加碳源系統(tǒng)懸浮單級(jí)污泥外加碳源系統(tǒng) 流程與懸浮單級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng)相同，只是在反硝化流程與懸浮單級(jí)污泥內(nèi)碳源系統(tǒng)相同，只是在反硝化段通入外加甲醇，以防止因原水中碳源不足或低溫而段通入外加甲醇，以防止因原水中碳源不足或低溫而引起反硝化速率下降。但外加碳源成本較高。引起反硝化速率下降。但外加碳源成本較高。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程( (二二) )生物膜系統(tǒng)生物膜系統(tǒng)與懸浮污泥系統(tǒng)相比，生物膜系統(tǒng)的與懸浮污泥系統(tǒng)相比，生物膜系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是無需主要優(yōu)點(diǎn)是無需回流污泥回流污泥，且構(gòu)筑物內(nèi)可維持較高的生物量，因此，且構(gòu)筑物內(nèi)可維持較高的生物量，因此，水力停

18、留時(shí)間較懸浮污泥系統(tǒng)短，負(fù)荷率高，脫氮效水力停留時(shí)間較懸浮污泥系統(tǒng)短，負(fù)荷率高，脫氮效率高，是一種較為經(jīng)濟(jì)適用的脫氮工藝。率高，是一種較為經(jīng)濟(jì)適用的脫氮工藝。生物膜法脫氮系統(tǒng)中通常使生物膜法脫氮系統(tǒng)中通常使反硝化過程和硝化過程分反硝化過程和硝化過程分別在兩個(gè)處理構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行別在兩個(gè)處理構(gòu)筑物內(nèi)進(jìn)行，并使反硝化設(shè)備內(nèi)微生，并使反硝化設(shè)備內(nèi)微生物處于缺氧狀態(tài)，以進(jìn)行反硝化脫氮。反硝化處理設(shè)物處于缺氧狀態(tài)，以進(jìn)行反硝化脫氮。反硝化處理設(shè)備可采用淹沒式生物濾池、淹沒式生物轉(zhuǎn)盤和生物流備可采用淹沒式生物濾池、淹沒式生物轉(zhuǎn)盤和生物流化床；硝化處理構(gòu)筑物除上述三種外，還可以用生物化床；硝化處理構(gòu)筑物除上述三

19、種外，還可以用生物接觸氧化或活性污泥，當(dāng)然活性污泥則需要另設(shè)污泥接觸氧化或活性污泥，當(dāng)然活性污泥則需要另設(shè)污泥沉淀池，以使污泥單獨(dú)回流。沉淀池，以使污泥單獨(dú)回流。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程同懸浮污泥系統(tǒng)一樣，生物膜脫氮系統(tǒng)也可以分為同懸浮污泥系統(tǒng)一樣，生物膜脫氮系統(tǒng)也可以分為內(nèi)內(nèi)碳源系統(tǒng)和外加碳源系統(tǒng)碳源系統(tǒng)和外加碳源系統(tǒng)。還可根據(jù)淹沒式生物濾池。還可根據(jù)淹沒式生物濾池廢水的流向分為廢水的流向分為上向流和下向流上向流和下向流兩類。兩類。(1)(1)內(nèi)碳源反硝化濾池內(nèi)碳源反硝化濾池 內(nèi)碳源反硝化濾池的反硝化部分系采用不充氧的缺氧內(nèi)碳源反硝化濾池的反硝化部分系采用不充氧的

20、缺氧濾池。同懸浮系統(tǒng)一樣，承擔(dān)反硝化的缺氧濾池可以濾池。同懸浮系統(tǒng)一樣，承擔(dān)反硝化的缺氧濾池可以在好氧濾池的前面，也可以在后面。如下圖在好氧濾池的前面，也可以在后面。如下圖 。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程 （ a a）去碳、硝化部分）去碳、硝化部分 （b b）前反硝化）前反硝化 （c c）后反硝化）后反硝化 利用活性污泥法利用活性污泥法 圖圖4-8 4-8 內(nèi)碳源反硝化濾池內(nèi)碳源反硝化濾池第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程這幾種系統(tǒng)的反硝化效果大體為這幾種系統(tǒng)的反硝化效果大體為7070-80-80左右，在前左右，在前反硝化系統(tǒng)中，經(jīng)好氧濾池后的出水需回流至

21、缺氧濾反硝化系統(tǒng)中，經(jīng)好氧濾池后的出水需回流至缺氧濾池，當(dāng)回流比為進(jìn)水流量的四倍池，當(dāng)回流比為進(jìn)水流量的四倍( (或更高一些或更高一些) )，脫氮率，脫氮率可達(dá)可達(dá)9090。在后反硝化系統(tǒng)中，原水部分旁路進(jìn)入反。在后反硝化系統(tǒng)中，原水部分旁路進(jìn)入反硝化濾池，對(duì)運(yùn)行管理要求較高，否則出水不是碳未硝化濾池，對(duì)運(yùn)行管理要求較高，否則出水不是碳未去盡，就是脫氮效果低下。去盡，就是脫氮效果低下。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程(2)(2)外加碳源反硝化濾池外加碳源反硝化濾池流程與內(nèi)碳源濾池相同，只是反硝化濾池通入外加碳流程與內(nèi)碳源濾池相同，只是反硝化濾池通入外加碳源源( (如甲醇如甲

22、醇) )，而不是原生污水。它的脫氮效果較內(nèi)碳源，而不是原生污水。它的脫氮效果較內(nèi)碳源濾池高，停留時(shí)間亦可縮短。存在最大的問題是投加濾池高，停留時(shí)間亦可縮短。存在最大的問題是投加甲醇的劑量應(yīng)隨硝酸鹽濃度的變化而相應(yīng)地改變，因甲醇的劑量應(yīng)隨硝酸鹽濃度的變化而相應(yīng)地改變，因此運(yùn)行管理上要求較高。在后反硝化系統(tǒng)中，為了確此運(yùn)行管理上要求較高。在后反硝化系統(tǒng)中，為了確保除去剩余的甲醇，可設(shè)置后曝氣塔。保除去剩余的甲醇，可設(shè)置后曝氣塔。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程(3)(3)下向流濾池下向流濾池 濾池介質(zhì)濾池介質(zhì)( (濾料濾料) )可選用顆粒狀活性炭、石塊或紙質(zhì)蜂窩可選用顆粒狀活性

23、炭、石塊或紙質(zhì)蜂窩或塑料波紋板。由于濾池是缺氧的，不充氣，膜上的或塑料波紋板。由于濾池是缺氧的，不充氣，膜上的兼性厭氧反硝化細(xì)菌利用硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行無兼性厭氧反硝化細(xì)菌利用硝酸鹽作為電子受體進(jìn)行無氧呼吸，生物量逐漸增多，使膜逐漸變厚，可因此而氧呼吸，生物量逐漸增多，使膜逐漸變厚，可因此而造成堵塞，引起水頭損失，或因局部堵塞造成不堵的造成堵塞，引起水頭損失，或因局部堵塞造成不堵的部分水力負(fù)荷過高，形成短路，影響處理效果。在運(yùn)部分水力負(fù)荷過高，形成短路，影響處理效果。在運(yùn)行管理上的關(guān)鍵是防止堵塞，需定期進(jìn)行反沖。反沖行管理上的關(guān)鍵是防止堵塞，需定期進(jìn)行反沖。反沖可采用壓縮空氣或用水力來沖擊，

24、當(dāng)水頭損失過高，可采用壓縮空氣或用水力來沖擊，當(dāng)水頭損失過高，表明有堵塞時(shí)即以大流量進(jìn)水進(jìn)行反沖。表明有堵塞時(shí)即以大流量進(jìn)水進(jìn)行反沖。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮工藝流程工藝流程(4)(4)上向流濾池，上向流濾池， 在上向流濾池中，原水從下方進(jìn)入濾池，當(dāng)上向流動(dòng)在上向流濾池中，原水從下方進(jìn)入濾池，當(dāng)上向流動(dòng)的水力等于或大于介質(zhì)的重力時(shí)即可將介質(zhì)托起，形的水力等于或大于介質(zhì)的重力時(shí)即可將介質(zhì)托起，形成流化床或膨脹床。若水力小于介質(zhì)的重力時(shí)，介質(zhì)成流化床或膨脹床。若水力小于介質(zhì)的重力時(shí)，介質(zhì)仍沉于池底，為了同流化床相區(qū)別亦可稱之為固定床。仍沉于池底，為了同流化床相區(qū)別亦可稱之為固定床。上向

25、流濾池的介質(zhì)可選用較細(xì)的顆?；钚蕴炕蜉^輕的上向流濾池的介質(zhì)可選用較細(xì)的顆?；钚蕴炕蜉^輕的塑料介質(zhì)。同下向流濾池相比較可減少反沖，同時(shí)由塑料介質(zhì)。同下向流濾池相比較可減少反沖，同時(shí)由于介質(zhì)顆粒較細(xì)小，可增大濾池內(nèi)介質(zhì)的總表面積。于介質(zhì)顆粒較細(xì)小，可增大濾池內(nèi)介質(zhì)的總表面積。從而提高脫氮的容積負(fù)荷，減少停留時(shí)間。從而提高脫氮的容積負(fù)荷，減少停留時(shí)間。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素四、影響因素四、影響因素由于微生物脫氮系統(tǒng)對(duì)氮的去除主要是通過硝化作用由于微生物脫氮系統(tǒng)對(duì)氮的去除主要是通過硝化作用和反硝化作用實(shí)現(xiàn)的，因而影響這兩個(gè)過程的一些環(huán)和反硝化作用實(shí)現(xiàn)的，因而影響這兩個(gè)過程

26、的一些環(huán)境因子都將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的氮去除產(chǎn)生影響，研究表明，境因子都將對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的氮去除產(chǎn)生影響，研究表明，影響微生物脫氮的主要因素有以下幾個(gè)方面：影響微生物脫氮的主要因素有以下幾個(gè)方面： 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素1 1pHpH 硝化反應(yīng)的結(jié)果生成強(qiáng)酸（硝化反應(yīng)的結(jié)果生成強(qiáng)酸（HNOHNO3 3）, ,會(huì)使環(huán)境的酸性會(huì)使環(huán)境的酸性增強(qiáng)，因此硝化反應(yīng)要消耗堿。增強(qiáng)，因此硝化反應(yīng)要消耗堿。如果污水中沒有足夠如果污水中沒有足夠的堿度，則隨著硝化的進(jìn)行，的堿度，則隨著硝化的進(jìn)行，pHpH會(huì)急劇下降。會(huì)急劇下降。硝化細(xì)菌對(duì)硝化細(xì)菌對(duì)pHpH十分敏感，十分敏感，亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌分

27、別亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌分別在在7.0-7.87.0-7.8和和7.7-8.17.7-8.1時(shí)活性最強(qiáng)，時(shí)活性最強(qiáng)，pHpH值在這個(gè)范圍以外，值在這個(gè)范圍以外，其活性便急劇下降，如下圖所示。其活性便急劇下降，如下圖所示。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素可見，可見，pHpH是影響硝化速度的重要因素是影響硝化速度的重要因素 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素在構(gòu)筑物中，硝化反應(yīng)適宜的在構(gòu)筑物中，硝化反應(yīng)適宜的pHpH范圍，比上圖所示的范圍，比上圖所示的要寬一些要寬一些( (如下圖所示如下圖所示) )。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素研究表明，硝化

28、細(xì)菌經(jīng)過一段時(shí)間馴化后，低研究表明，硝化細(xì)菌經(jīng)過一段時(shí)間馴化后，低pHpH值比值比突然降低突然降低pHpH值的影響小得多。值的影響小得多。經(jīng)過馴化，硝化反應(yīng)可在低經(jīng)過馴化，硝化反應(yīng)可在低pHpH值值( (如如5.5)5.5)條件下進(jìn)行。條件下進(jìn)行。但突然降低但突然降低pHpH值值( (如由如由7.27.2降到降到5.8)5.8)，會(huì)使硝化反應(yīng)速，會(huì)使硝化反應(yīng)速度驟降。當(dāng)度驟降。當(dāng)pHpH值升高后，硝化反應(yīng)速度又會(huì)很快地恢值升高后，硝化反應(yīng)速度又會(huì)很快地恢復(fù)。復(fù)。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素pHpH值也影響反硝化的速率。值也影響反硝化的速率。多數(shù)學(xué)者認(rèn)為反硝化的最佳多數(shù)學(xué)

29、者認(rèn)為反硝化的最佳pHpH范圍在中性和微堿性。范圍在中性和微堿性。同時(shí)同時(shí)pHpH值可影響反硝化的最終產(chǎn)物。值可影響反硝化的最終產(chǎn)物。pHpH值超過值超過7.37.3時(shí)終產(chǎn)時(shí)終產(chǎn)物為氮?dú)?，低于物為氮?dú)?，低?.37.3時(shí)，最終產(chǎn)物以時(shí)，最終產(chǎn)物以NN2 2OO占優(yōu)勢(shì)；當(dāng)占優(yōu)勢(shì)；當(dāng)pHpH大于大于8 8時(shí)，會(huì)出現(xiàn)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)NONO2 2- -的積累，且的積累，且pHpH值越高，值越高， NONO2 2- -積累越多。積累越多。研究發(fā)現(xiàn)這是因?yàn)楦哐芯堪l(fā)現(xiàn)這是因?yàn)楦遬HpH抑制了亞硝酸鹽還原酶的活性而對(duì)抑制了亞硝酸鹽還原酶的活性而對(duì)硝酸鹽還原酶的活性影響不大所致。硝酸鹽還原酶的活性影響不大所致。生物

30、脫氮過程中，通常把硝化段運(yùn)行的生物脫氮過程中，通常把硝化段運(yùn)行的pHpH值控制在值控制在7.2-8.07.2-8.0之間，反硝化段之間，反硝化段pHpH控制在控制在7.5-8.57.5-8.5之間。之間。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素2 2溫度溫度 溫度對(duì)溫度對(duì)硝化反應(yīng)速度硝化反應(yīng)速度的影響很大的影響很大, ,見下圖見下圖 ( (活性污泥硝活性污泥硝化系統(tǒng)中化系統(tǒng)中 ) )第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素其原因在于溫度對(duì)硝化細(xì)菌的增殖速度和活性影響很其原因在于溫度對(duì)硝化細(xì)菌的增殖速度和活性影響很大。大。兩類硝化細(xì)菌的最宜溫度為兩類硝化細(xì)菌的最宜溫度為30

31、30左右。左右。溫度對(duì)溫度對(duì)反硝化速度反硝化速度的影響大小與反硝化設(shè)備的類型的影響大小與反硝化設(shè)備的類型( (微微生物懸浮生長(zhǎng)型或固著型生物懸浮生長(zhǎng)型或固著型) )、硝酸鹽負(fù)荷率等因素有關(guān)。、硝酸鹽負(fù)荷率等因素有關(guān)。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素 表表4-3 4-3 溫度對(duì)不同構(gòu)筑物內(nèi)反硝化速度的影響溫度對(duì)不同構(gòu)筑物內(nèi)反硝化速度的影響可見，流化床反硝化對(duì)溫度的敏感性比生物轉(zhuǎn)盤和懸浮污可見，流化床反硝化對(duì)溫度的敏感性比生物轉(zhuǎn)盤和懸浮污泥的小得多。泥的小得多。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素下面兩圖是不同類型反硝化設(shè)備中反硝化速度受溫度影下面兩圖是不同類型

32、反硝化設(shè)備中反硝化速度受溫度影響的示例響的示例 填料床中溫度對(duì)填料床中溫度對(duì) 反硝化速度的影響反硝化速度的影響 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素 懸浮污泥中溫度對(duì)反硝化速度的影響懸浮污泥中溫度對(duì)反硝化速度的影響從上面表、圖可以看到從上面表、圖可以看到填料床反硝化的反應(yīng)速度受溫填料床反硝化的反應(yīng)速度受溫度的影響比懸浮污泥法小。度的影響比懸浮污泥法小。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素下圖表示不同硝酸鹽負(fù)荷下，溫度對(duì)反硝化反應(yīng)速率下圖表示不同硝酸鹽負(fù)荷下，溫度對(duì)反硝化反應(yīng)速率的影響的影響結(jié)果表明負(fù)荷低，溫度影響??；反之亦然。結(jié)果表明負(fù)荷低，溫度影響??；反之亦然。

33、 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素3 3溶解氧溶解氧 溶解氧濃度影響硝化反應(yīng)速度和硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)速度溶解氧濃度影響硝化反應(yīng)速度和硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)速度，如下圖所示。如下圖所示。 溶解氧對(duì)硝化速率的影響溶解氧對(duì)硝化速率的影響第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素硝化作用過程要耗去大量的氧，硝化作用過程要耗去大量的氧，使一分子使一分子NHNH4 4+ +-N-N完全氧完全氧化成化成NONO3 3- -需需2 2分子氧，亦即分子氧，亦即4.57mgO4.57mgO2 2/mgNH/mgNH4 4+ +-N-N。硝化過程的溶解氧濃度，一般建議應(yīng)維持在硝化過程的溶解氧濃度，一般

34、建議應(yīng)維持在1.0mg/L-1.0mg/L-2.0mg/L2.0mg/L。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素溶解氧對(duì)反硝化脫氮有抑制作用溶解氧對(duì)反硝化脫氮有抑制作用，其機(jī)制為阻抑硝酸，其機(jī)制為阻抑硝酸鹽還原酶的形成或者僅僅充當(dāng)電子受體從而競(jìng)爭(zhēng)性地鹽還原酶的形成或者僅僅充當(dāng)電子受體從而競(jìng)爭(zhēng)性地阻礙了硝酸鹽的還原。阻礙了硝酸鹽的還原。雖然氧對(duì)反硝化脫氮有抑制作用，但氧的存在對(duì)能進(jìn)雖然氧對(duì)反硝化脫氮有抑制作用，但氧的存在對(duì)能進(jìn)行反硝化作用的反硝化菌卻是有利的行反硝化作用的反硝化菌卻是有利的，因?yàn)檫@類菌為，因?yàn)檫@類菌為兼性厭氧菌，菌體內(nèi)的某些酶只有在有氧時(shí)才能合成，兼性厭氧菌，菌體內(nèi)

35、的某些酶只有在有氧時(shí)才能合成，因而在工藝上最好使這些反硝化菌因而在工藝上最好使這些反硝化菌( (即污泥即污泥) )交替處于好交替處于好氧、缺氧的環(huán)境條件下。氧、缺氧的環(huán)境條件下。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素在懸浮污泥反硝化系統(tǒng)中在懸浮污泥反硝化系統(tǒng)中，缺氧段溶解氧應(yīng)控制在，缺氧段溶解氧應(yīng)控制在0.5mg/L0.5mg/L以下，由于污泥絮凝物內(nèi)部仍呈厭氧狀態(tài)，同以下，由于污泥絮凝物內(nèi)部仍呈厭氧狀態(tài)，同樣可進(jìn)行反硝化作用，故而脫氮反應(yīng)并不要求溶解氧樣可進(jìn)行反硝化作用，故而脫氮反應(yīng)并不要求溶解氧保持在零的狀態(tài)。保持在零的狀態(tài)。在膜法反硝化系統(tǒng)中在膜法反硝化系統(tǒng)中，菌周圍微環(huán)境

36、的氧分壓與大環(huán)，菌周圍微環(huán)境的氧分壓與大環(huán)境的氧分壓不同，即使濾池內(nèi)有一定的溶解氧，生物境的氧分壓不同，即使濾池內(nèi)有一定的溶解氧，生物膜內(nèi)層仍呈缺氧狀態(tài)，因此，當(dāng)缺氧段溶解氧控制在膜內(nèi)層仍呈缺氧狀態(tài)，因此，當(dāng)缺氧段溶解氧控制在1mg/L-2mg/L1mg/L-2mg/L以下時(shí)也不影響反硝化的進(jìn)行。以下時(shí)也不影響反硝化的進(jìn)行。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素4 4碳源碳源 碳源物質(zhì)主要是通過影響反硝化細(xì)菌的活性來影響處碳源物質(zhì)主要是通過影響反硝化細(xì)菌的活性來影響處理系統(tǒng)的脫氮效率理系統(tǒng)的脫氮效率。從廢水生物脫氮的角度來看可分。從廢水生物脫氮的角度來看可分成三類：成三類：廢水中所

37、含的有機(jī)碳源廢水中所含的有機(jī)碳源外加碳源外加碳源內(nèi)碳源內(nèi)碳源 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素(1)(1)廢水中所含的有機(jī)碳源廢水中所含的有機(jī)碳源 廢水中各種有機(jī)基質(zhì)，例如有機(jī)酸類、醇類、碳水化廢水中各種有機(jī)基質(zhì)，例如有機(jī)酸類、醇類、碳水化合物或烷烴類、苯酸鹽類、酚類和其他的苯衍生物都合物或烷烴類、苯酸鹽類、酚類和其他的苯衍生物都可以作為反硝化過程中的碳源?？梢宰鳛榉聪趸^程中的碳源。一般認(rèn)為，當(dāng)廢水中所含碳一般認(rèn)為，當(dāng)廢水中所含碳(BOD(BOD5 5) )與總氮的比值大于與總氮的比值大于3 3：1 1時(shí)，無需外加碳源，即可達(dá)到脫氮目的。時(shí)，無需外加碳源，即可達(dá)到脫氮目的。

38、這類碳源最經(jīng)濟(jì)，因而為大多數(shù)微生物脫氮系統(tǒng)所采這類碳源最經(jīng)濟(jì)，因而為大多數(shù)微生物脫氮系統(tǒng)所采用。用。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素(2)(2)外加碳源外加碳源 當(dāng)廢水的當(dāng)廢水的BODBOD5 5與總氮比值小于與總氮比值小于3 3：1 1時(shí)，需另外投加碳時(shí)，需另外投加碳源才能達(dá)到理想的去氮效果。源才能達(dá)到理想的去氮效果。外加碳源大多采用甲醇外加碳源大多采用甲醇，因?yàn)樗趸纸猱a(chǎn)物為二氧，因?yàn)樗趸纸猱a(chǎn)物為二氧化碳和水，不留任何難分解的中間產(chǎn)物，價(jià)格也較低化碳和水，不留任何難分解的中間產(chǎn)物，價(jià)格也較低廉。廉。歐美各國(guó)在飲用水的反硝化中采用乙醇，避免殘余的歐美各國(guó)在飲用水的反

39、硝化中采用乙醇，避免殘余的甲醇對(duì)人體的毒性作用，但費(fèi)用比甲醇略貴。甲醇對(duì)人體的毒性作用，但費(fèi)用比甲醇略貴。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素為了降低成本，目前已利用淀粉廠、釀造廠、豆制品為了降低成本，目前已利用淀粉廠、釀造廠、豆制品廠等的高濃度有機(jī)廢水作為反硝化外加碳源。廠等的高濃度有機(jī)廢水作為反硝化外加碳源。國(guó)內(nèi)在硝化廢水的生物脫氮方面已成功地采用副產(chǎn)品國(guó)內(nèi)在硝化廢水的生物脫氮方面已成功地采用副產(chǎn)品粗酚作為外加碳源。粗酚作為外加碳源。徐亞同曾試驗(yàn)采用污水處理廠內(nèi)厭氧消化污泥上清液徐亞同曾試驗(yàn)采用污水處理廠內(nèi)厭氧消化污泥上清液作為城市廢水生物脫氮的碳源，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)它的組分作為城

40、市廢水生物脫氮的碳源，經(jīng)測(cè)試發(fā)現(xiàn)它的組分中中8080以上是揮發(fā)性脂肪酸，因此它作碳源時(shí)以上是揮發(fā)性脂肪酸，因此它作碳源時(shí) 反硝化反硝化速率比甲醇、乙醇作碳源還要快，但缺點(diǎn)是將大量的速率比甲醇、乙醇作碳源還要快，但缺點(diǎn)是將大量的氮帶人到處理系統(tǒng)中，增加了系統(tǒng)氮的負(fù)荷。氮帶人到處理系統(tǒng)中，增加了系統(tǒng)氮的負(fù)荷。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素(3)(3)內(nèi)碳源內(nèi)碳源 內(nèi)碳源主要指活性污泥微生物死亡、自溶后釋放出來內(nèi)碳源主要指活性污泥微生物死亡、自溶后釋放出來的有機(jī)碳，也稱為的有機(jī)碳，也稱為二次性基質(zhì)二次性基質(zhì)。為了利用內(nèi)碳源來進(jìn)行反硝化脫氮，要求反應(yīng)器的泥為了利用內(nèi)碳源來進(jìn)行反硝化

41、脫氮，要求反應(yīng)器的泥齡長(zhǎng)、污泥負(fù)荷低，使微生物處于生長(zhǎng)曲線穩(wěn)定期的齡長(zhǎng)、污泥負(fù)荷低，使微生物處于生長(zhǎng)曲線穩(wěn)定期的后部或衰亡期。這樣，反應(yīng)器的容積相應(yīng)增大，負(fù)荷后部或衰亡期。這樣，反應(yīng)器的容積相應(yīng)增大，負(fù)荷率低。經(jīng)測(cè)定，內(nèi)碳源的反硝化速率極低，約為上述率低。經(jīng)測(cè)定，內(nèi)碳源的反硝化速率極低，約為上述兩種方法的十分之一左右。它的優(yōu)點(diǎn)是在廢水碳氮比兩種方法的十分之一左右。它的優(yōu)點(diǎn)是在廢水碳氮比低時(shí)不必外加碳源也可達(dá)到脫氮目的，此外由于污泥低時(shí)不必外加碳源也可達(dá)到脫氮目的，此外由于污泥產(chǎn)率低而減少了污泥處置的費(fèi)用。產(chǎn)率低而減少了污泥處置的費(fèi)用。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素5 5有毒

42、物質(zhì)有毒物質(zhì) 某些重金屬、絡(luò)合陰離子和有毒有機(jī)物對(duì)硝化細(xì)菌有某些重金屬、絡(luò)合陰離子和有毒有機(jī)物對(duì)硝化細(xì)菌有毒害作用，這些有毒有機(jī)物如表毒害作用，這些有毒有機(jī)物如表4-44-4所示。另外，氨態(tài)所示。另外，氨態(tài)氮和亞硝態(tài)氮對(duì)硝化細(xì)菌也有影響，據(jù)研究，當(dāng)污水氮和亞硝態(tài)氮對(duì)硝化細(xì)菌也有影響，據(jù)研究，當(dāng)污水中氨氮濃度小于中氨氮濃度小于200mg/L200mg/L，亞硝態(tài)氮濃度小于，亞硝態(tài)氮濃度小于100mg/L100mg/L時(shí)，對(duì)硝化作用沒有影響。時(shí)，對(duì)硝化作用沒有影響。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮影響因素影響因素 表表4-4 4-4 影響活性污泥硝化作用的有機(jī)物影響活性污泥硝化作用的有機(jī)物第二

43、節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮生物脫氮研究進(jìn)展生物脫氮研究進(jìn)展六、生物脫氮研究進(jìn)展六、生物脫氮研究進(jìn)展傳統(tǒng)生物脫氮途徑一般包括傳統(tǒng)生物脫氮途徑一般包括硝化和反硝化硝化和反硝化兩個(gè)階段，兩個(gè)階段，硝化和反硝化反應(yīng)分別由硝化菌和反硝化菌作用完成，硝化和反硝化反應(yīng)分別由硝化菌和反硝化菌作用完成，由于對(duì)環(huán)境條件的要求不同，這兩個(gè)過程不能同時(shí)發(fā)由于對(duì)環(huán)境條件的要求不同，這兩個(gè)過程不能同時(shí)發(fā)生，而只能序列式進(jìn)行，即硝化反應(yīng)發(fā)生在好氧條件生，而只能序列式進(jìn)行，即硝化反應(yīng)發(fā)生在好氧條件下，反硝化反應(yīng)發(fā)生在缺氧或厭氧條件下。由此而發(fā)下，反硝化反應(yīng)發(fā)生在缺氧或厭氧條件下。由此而發(fā)展起來的生物脫氮工藝大多將缺氧區(qū)與

44、好氧區(qū)分開，展起來的生物脫氮工藝大多將缺氧區(qū)與好氧區(qū)分開，形成分級(jí)硝化反硝化工藝形成分級(jí)硝化反硝化工藝, ,以便硝化與反硝化能夠獨(dú)立以便硝化與反硝化能夠獨(dú)立地進(jìn)行。地進(jìn)行。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮生物脫氮研究進(jìn)展生物脫氮研究進(jìn)展傳統(tǒng)生物脫氮工藝存在不少問題：傳統(tǒng)生物脫氮工藝存在不少問題：(1)(1)工藝流程較長(zhǎng)，占地面積大，基建投資高；工藝流程較長(zhǎng)，占地面積大，基建投資高；(2)(2)由于硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃由于硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃度，特別是在低溫冬季，造成系統(tǒng)的度，特別是在低溫冬季，造成系統(tǒng)的HRTHRT較長(zhǎng)，需要較長(zhǎng)，需要較大的曝氣池，增加

45、了投資和運(yùn)行費(fèi)用；較大的曝氣池，增加了投資和運(yùn)行費(fèi)用；(3)(3)系統(tǒng)為維持較高的生物濃度及獲得良好的脫氮效果，系統(tǒng)為維持較高的生物濃度及獲得良好的脫氮效果，必須同時(shí)進(jìn)行污泥和硝化液回流，增加了動(dòng)力消耗和必須同時(shí)進(jìn)行污泥和硝化液回流，增加了動(dòng)力消耗和運(yùn)行費(fèi)用；運(yùn)行費(fèi)用；(4)(4)系統(tǒng)抗沖擊能力較弱，系統(tǒng)抗沖擊能力較弱，高濃度高濃度NHNH3 3-N-N和和NONO2 2- -廢水會(huì)廢水會(huì)抑制硝化菌生長(zhǎng)抑制硝化菌生長(zhǎng)；(5)(5)硝化過程中產(chǎn)生的酸度需要投加堿中和，不僅增加硝化過程中產(chǎn)生的酸度需要投加堿中和，不僅增加了處理費(fèi)用，而且還有可能造成二次污染等等。了處理費(fèi)用，而且還有可能造成二次污染

46、等等。 第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮生物脫氮研究進(jìn)展生物脫氮研究進(jìn)展然而然而, ,生物脫氮技術(shù)的新發(fā)展卻突破了傳統(tǒng)理論的認(rèn)識(shí)。生物脫氮技術(shù)的新發(fā)展卻突破了傳統(tǒng)理論的認(rèn)識(shí)。在概念在概念和工藝上的新發(fā)展主要有：和工藝上的新發(fā)展主要有：短程短程( (或簡(jiǎn)捷或簡(jiǎn)捷) )硝化反硝化硝化反硝化(Shortcut Nitrification-Denitrification)(Shortcut Nitrification-Denitrification)同時(shí)硝化反硝化同時(shí)硝化反硝化(Simultaneous Nitrification-Denitrification)(Simultaneous Nitr

47、ification-Denitrification)厭氧氨氧化厭氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation-ANAMMOX)(Anaerobic Ammonium Oxidation-ANAMMOX)。第二節(jié)第二節(jié) 微生物脫氮微生物脫氮生物脫氮研究進(jìn)展生物脫氮研究進(jìn)展( (一一) )短程硝化短程硝化- -反硝化反硝化 生物脫氨氮需經(jīng)過硝化和反硝化兩個(gè)過程。當(dāng)反硝化生物脫氨氮需經(jīng)過硝化和反硝化兩個(gè)過程。當(dāng)反硝化反應(yīng)以反應(yīng)以NONO3 3- -為電子受體時(shí)，生物脫氮過程經(jīng)過為電子受體時(shí)，生物脫氮過程經(jīng)過NONO3 3- -途途徑；當(dāng)反硝化反應(yīng)以徑；當(dāng)反硝化反應(yīng)以NONO2 2- -為電子受體時(shí)，生物脫氮過為電子受體時(shí)，生物脫氮過程則經(jīng)過程則經(jīng)過NONO2 2- -途徑。前者可稱為全程硝化反硝化，后途徑。前者可稱為全程硝化反硝化，后者可稱為短程者可稱為短程( (或簡(jiǎn)捷或簡(jiǎn)捷) )硝化反硝化，見圖硝化反硝化，見圖A A、B B。 第二