DO对同步硝化反硝化的影响柴同志

2014年月缘色科枝段第期对同步硝化反硝化的影响柴同志`,谢小龙`,乔新明武汉市政工程设计研究院有限责任公司,湖北武汉湖北省武汉市东西湖区水务局,湖北武汉摘要结合近年来国内外同步峭化反峭化的最新研究成果,阐明了溶解氧浓度对几种常见工艺同步峭化反峭化效果的影响,并提出了今后在同步峭化反峭化的微生物特性、脱氮除磷一体化等方面的研究发展方向。关键词同步峭化反峭化污水中图分类号文献标识码文章编号一一一引言城市污水生物脱氮工艺中通常发生有机物的好氧氧化、硝化和反硝化种不同的生物反应。根据传统的脱氮理论,硝化与反硝化反应不能同时发生,硝化反应在好氧条件下进行,而反硝化反应在缺氧条件下完成'〕。然而近年来国内外研究表明,硝化和反硝化可在同一反应器内进行,即同步硝化反硝化反肌、乞乞乞一乞乞乞乞乞,简称一,〕。由于在同一个反应器中同时完成硝化和反硝化两个过程,这不仅能够节省反应器体积,缩短反应时间,同时无需酸碱中和,为生物脱氮新工艺的开发提供了一种新的思路'。〕。硝化反应和有机物氧化需要氧,而反硝化则需要厌兼氧环境'〕,因此,适宜的溶解氧浓度是实现同步硝化反硝化过程的重要因素'〕。本文将结合近年来国内外最新研究成果,就对几种常见水处理工艺中同步硝化反硝化的影响加以综述。各工艺中同步硝化反硝化脱氮工艺李飞等〕在传统反应器中加一隔板,在反应器内形成次一系统图,为同步硝化反硝化作用提供良好的好氧和缺氧厌氧条件,研究结果表明为,越为一、好氧区与缺氧厌氧区体积比为,时,反应器内高效稳定地实现了同步硝化反硝化脱氮过程。经改良的工艺具有反应器体积小、反应时间短、无需酸碱中和剂,还可减少污泥产量以上等优点。张可方等'们以模拟的城市污水为处理对象,在序批式活性污泥反应器内,研究、等因素对同步硝化反硝化脱氮效率的影响。研究表明采用连续曝气工艺,在进水一,或一一条件下,控制在一范围内时,出水浓度为蛇一,的平均去除率在以上,能较好的实现,升高或降低浓度,都会使效果下降,最佳浓度为,此时去除率达到,并可推断出在反应系统内存在好氧反硝化菌。周丹丹等'与〕利用反应器,探讨了溶解氧和有机碳源对同步硝化好氧反硝化的影响,认为溶解氧和有机碳源是同步硝化好氧反硝化过程中的关键因素。当低于时硝化作用受到抑制本试验中,当浓度分别为,时,总氮的去除率分别为和。一的浓度范围能够满足硝化作用的需要又不严重抑制好氧反硝化作用在适合于同步脱氮的范围内,容易出现亚硝酸盐的积累,而硝酸盐氮的浓度较小。这是因为同步生物脱氮是经由短程硝化反硝化途径所致。张朝升等川研究了不同溶解氧下序批式活性污泥反应器的短程同步硝化反硝化过程特征及处理效果。试验结果表明,溶解氧浓度是实现短程同步硝化反硝化的一个重要控制参数。在试验阶段,常温下控制溶解氧在一,可以实现短程同步硝化反硝化,可保证氨氮的去除率达到外一盯,总氮的去除率达到一。张小玲等'〕研究了低溶解氧下序批式反应器的同步硝化反硝化现象,碳源投加方式对总氮去除率影响显著。当进水犷一为、为一时,采用半连续投加方式可保证总氮去除率达到。此外,彭喜花等〕还报道了浓度对一体化反应器中同步硝化反硝化脱氮效率的影响。甲义路路水箱蠕动泵电源环形曝气沙板分隔板注—表示水流线定时控制器鼓风机软管潜水泵—一一表示电线浮块出水桶图己女良的工艺原理收稿日期一一作者简介柴同志一,男,山东枣庄人,助理工程师,主要从事市政给排水设计工作。柴同志,等对同步稍化反稍化的影响环境与安全在中培养驯化活性污泥,还可以通过厌氧一好氧运行方式同时实现有机物氧化、硝化、反硝化及除磷过程的统一,即单级生物同步脱氮除磷。运行结果表明,当为一时,及去除率均能达到以上吕〕。该方法在同一个反应器内达到同步脱氮除磷的目的,不仅减少了脱氮除磷反应器的体积,而且实现了“一碳两用”,节约了碳源,减少了污泥产量,降低了氧气消耗量,经济效益不容忽视。工艺荣宏伟等',〕报道了序批式生物膜反应器中同步硝化反硝化脱氮效率的影响,试验结果表明是影响工艺实现同步硝化反硝化的一个重要因素,将控制在一的范围内,可以取得较好同步硝化反硝化效果,总氮去除率可达以上。通过好氧反应过程中溶解氧在生物膜内反应扩散模型以及扫描电镜对生物膜的形态结构观察探讨了同步硝化反硝化的机理,认为工艺同步硝化反硝化主要是由微环境引起的,生物膜在好氧条件下能创造缺氧微环境,浓度直接影响生物膜内部好氧区与缺氧区比例的大小,进而影响硝化和反硝化的效果。工艺王学江等〕发现当溶解氧质量浓度为、水力停留时间为、悬浮填料填充率为时,片工艺可通过同步硝化反硝化实现叨以上的脱氮效果。生物膜内质量浓度梯度造成好氧和缺氧区是实现同步硝化和反硝化的关键。该工艺能在同一个反应器中实现同时硝化和反硝化,并达到两个过程的动力学平衡,大大简化了生物法脱氮的工艺流程,提高了生物脱氮的效率,并节省投资。田森等〕也考察了反应器中不同曝气量对同步硝化反硝化反应速率的影响。工艺陈超等卿〕考察了在膜生物反应器中不同溶解氧对于同步硝化反硝化效果的影响。结果表明将试验条件控制在容积负荷为、为、为、值为一、温度为一℃、为时在反应器的质量浓度为条件下,可获得的犷一去除率、的反硝化率和的率在反应器的质量浓度为条件下,可获得的或一去除率、的反硝化率和的率在反应器的质量浓度为时,可获得的或一去除率、的反硝化率和的率。从研究结果可以看出,随着的增大,硝化率逐渐上升,反硝化率逐渐下降,率先上升后下降,这说明的升高有助于提高硝化能力,但由于无碳源或碳源不足,使得反硝化能力下降在较低时率受到硝化率的限制,而在较高时受到反硝化率的限制,造成率发生波动。李绍峰等哪〕研究发现在左右,为,为,为的相对稳定条件下,当为一时,总氮去除率达,取得了最好的去除效果,过高或过低都会影响同步硝化反硝化的进行。研究结果还表明由于好氧反应器中缺氧区的存在,控制操作条件可以实现,同时也存在着短程的现象,实现可能是几种作用机制的共同结果。此外,邹联沛等卿〕也报道了对系统中同步硝化反硝化的影响。氧化沟工艺闰骏等与〕在改良的氧化沟中试系统中,考察了溶解氧浓度对同步硝化反硝化的影响。结果表明,当外沟溶解氧浓度为时,约有的总氮在氧化沟的外沟通过去除,外沟对的实际去除量为,外沟的主要是利用微生物内贮有机碳源或生物吸附碳源进行的。控制氧化沟的外、中、内沟溶解氧浓度分别为、和时,系统的率和总氮去除率最高。在优化的溶解氧条件下,系统对总氮的平均去除率和平均率分别为和,分别比优化前提高了和。工艺范寅等哪〕考察了浓度对系统同步硝化反硝化脱氮的影响,研究发现当好氧区中段浓度为左右时,系统对的去除效果最好,平均去除率达到,此时外环中同步硝化反硝化的效果也较好,外环同步硝化反硝化对的平均去除量占系统对去除量的图。进水泵曝气装置导流墙水下推流器污泥回流泵厌氧气弓缺氧区好氧区混合区沉淀池图工艺试验流程此外,还有报道浓度对多孔生物粒子流化床系统〕、螺旋升流式反应器吕〕和生物接触氧化法,〕同步硝化反硝化的影响。各工艺中同步硝化反硝化除磷罗思音〕针对碳源偏低的城市污水,采用序批式活性污泥法研究对短程同步硝化反硝化除磷工艺的影响,试验表明控制最佳浓度一可在同一个反应器内既实现短程同步硝化反硝化反应又达到反硝化除磷的效果,的去除率达到关一,犷一的去除率为盯一,的去除率达到一,的去除率为一。的去除是好氧除磷和反硝化除磷双重作用的结果。结语同步硝化反硝化可以使废水处理周期缩短、处理空间缩小、处理能耗降低并且在处理过程中避免一部分2014年月绿色科技第期一一氧化成牙一,再还原成夕一这一多余的反应,可以节省和有机碳,从而使处理费用大为减少另外,反硝化过程产生的碱度可以在一定程度上弥补硝化过程消耗的碱度,使脱氮操作中控制大大简化。同步硝化反硝化并不否认传统的生物脱氮理论,而是进一步丰富了生物脱氮理论〕。除了这一主要影响因素外,、直仁马、有机碳源仁马、氧化还原电位,,川、活性污泥絮状体与〕、活性污泥浓度〕等因素均可以对同步硝化反硝化效果产生影响。杨麒等卿〕还从宏观环境理论、微环境理论和微生物学理论方面对同步硝化反硝化的产生机理进行了阐述。尽管国内外已对该理论开展了一系列研究,今后在以下两个方面还值得作进一步深入的研究①如何将脱氮除磷有机的结合起来,探索一种可持续城市污水生物处理技术。②阐明同步硝化反硝化反应的机理及微生物特性,为今后研究及工程化应用提供科学依据。参考文献〕李丛娜,吕锡武,稻森悠平同步硝化反硝化脱氮研究〕给水排水,,一〕右,,一〕,,。一〕,〕,。。,一〕,,,一〕,,一〕,,,一卜〕,,一〕,,〕,。。,。一〕,,,〕,。。,。一〕,,,叮〕,。。,一〕,,〕,。。,一。〕张龙,肖文德,李伟,等系统中同时硝化反硝化生物脱氮研究〕环境工程,。。,一口张朝升,章文警,方茜,等对好氧颗粒污泥短程同步硝化反硝化脱氮的影响〕环境工程学报,。。,一〕冯叶成,王建龙,钱易同时硝化反硝化的试验研究〕上海环境科学,,一,〕李飞,张雁秋,李晓红,等同步硝化反硝化影响因素的研究〕江苏环境科技,。。,一〕张可方,杜馨,张朝升,等对同步硝化反硝化影响的试验研究〕环境科学与技术,。。,。一〕周丹丹,马放,董双石,等溶解氧和有机碳源对同步硝化反硝化的影响〕环境工程学报,。。,一仁口张小玲,李斌,杨永哲,等低下的短程硝化及同步硝化反硝化〕中国给水排水,。。,。一〕彭喜花,吴剑,刘雪梅一体化工艺中同步硝化反硝化脱氮的研究〕江苏农业科学,。,一〕林金变,张可方,方茜,等对同步硝化反硝化协同除磷的影响〕化工环保,。。,一列荣宏伟,张朝升,彭永臻,等对工艺同步硝化反硝化的影响研究〕环境科学与技术,。。,一。〕王学江,夏四清,陈玲,等对同步硝化反硝化生物脱氮影响研究〕同济大学学报自然科学版,。。,一,〕田森,张永祥,张粱,等与反应器同步硝化反硝化脱氮关系研究〕中国水运,。,。一〕陈超,徐国勋,曾林慧,等对膜生物反应器中同步硝化反硝化的影响〕上海理工大学学报,。。,一〕李绍峰,崔崇威,黄君礼,等和对同步硝化反硝化影响研究〕哈尔滨工业大学学报,。。,一〕邹联沛,张立秋,王宝贞,等中对同步硝化反硝化的影响〕中国给水排水,。。,。一〕闰骏,王淑莹,高守有,等低溶氧下低值生活污水的同步硝化反硝化〕中国给水排水,。。,一〕范寅,罗固源,张园浓度对系统同步硝化反硝化脱氮的影响〕三峡环境与生态,。,一,〕陈雷,于艳,郭莉莉,等多孔生物粒子流化床中和对同步硝化反硝化的影响〕吉林建筑工程学院学报,。。,一,〕张瑞雪,向来,季铁军浓度对系统同步硝化反硝化的影响〕中国给水排水,。。,。一列徐伟锋,孙力平,古建国,等对同步硝化反硝化影响及动力学〕城市环境与城市生态,。。,一。〕罗思音对短程同步硝化反硝化除磷工艺的影响〕水科学与工程技术,,一〕刘军,潘登,王斌,等工艺中和对同步硝化反硝化的影响〕北京工商大学学报自然科学版,。。,一〕彭赵旭,彭永臻,左金龙同步硝化反硝化的影响因素研究〕给水排水,。。,一〕,,,〕,。。。,一一〕,,,一〕,,一一〕刘峻岭,吴正高,赵宗升同步硝化反硝化影响因素的研究〕环境科学与管理,。。,一〕吕锡武,李丛娜,稻森悠平溶解氧及活性污泥浓度对同步硝化反硝化的影响仁马城市环境与城市生态,。。,一〕杨麒,李小明,曾光明,等同步硝化反硝化机理的研究进展〕微生物学通报,。。,。一