高效生物硝化工艺研究进展文越

a，b，b，b（a.；b.，310058），，。，，［1］。《（2015）》，2014238．5t，。2014、、，28．8％，、、。。，。，［2-3］。，。，（AOB）：，，。、，。、、，，。：；；；；：X703.1：A：%1009－2455（2016）05－0001－07ResearchprogressofefficientbiologicalnitrificationprocessesWENYuea，ZHENGPingb，ZHANGMengb，ZHANGZong－heb（a.DepartmentofResourceScience,b.DepartmentofEnvironmentalEngineering,ZhejiangUniversity,Hangzhou310058,China）Abstract：Efficientbiologicaldenitrificationprocessisaresearchhotspotinthefieldofwastewatertreat-ment,andbiologicalnitrificationisanimportantunitofthesaidprocess,whichcanremoveammonianitrogenfromwastewatereffectively.Manyefficientnitrificationprocessessuchas:completenitrificationprocess,fulldoseshortcutnitrificationprocess,halfdoseshortcutnitrificationprocess,andsoon,weresuccessivelyexploitedbyscholarsinChinaandaborad,whichpromotedthedevelopmentofbiologicaldenitrificationtechnologyforwastewatertreatment.Theprinciples,performancesandoperationparametersofcompletenitrificationprocess,fulldoseshortcutnitrificationprocessandhalfdoseshortcutnitrificationprocessweresummarized,thecharac-tersticsandadvantagesoftheaboveprocesseswerecompared,whichprovidedreferencesforthedevelopmentandapplicationofefficientbiologicalnitrificationprocess.Keywords：biologicaldenitrification;efficientbiologicalnitrification;processprinciple;processperfor-mance;operationparametersINDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．47No．5Oct.，2016：（LZ15E080001）!!!!!!!!!!!!!!!!!!·1·INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．47No．5Oct.，2016（NOB），［3］。，、，。3、，、。1，AOBNOB，，。，，，，。，DO，，。1．1。（），。，1，。，2，。1．1．1，，，，，、、［4］。AOB，，：2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+（ΔG厮=-275kJ／mol）（1）NOB，，：2NO2-+O2→2NO3-（ΔG厮=-74kJ／mol）（2）：NH4++2O2→NO3-+H2O+2H+（ΔG厮=-349kJ／mol）（3），，1g4．57g，，1g7．149g（CaCO3）。1．1．2，，，30~50mg［N］／L；0．5kg［N］／（m3·d）［5］；90％，。，，。。，，（VSS10~20g／L），，5．0kg［N］／（m3·d）［6］。1．1．3、。，3g［MLVSS］／L，0．20～0．40kg［BOD5］／（kg［MLVSS］·d）。，AOB，。。，50mg／L。，50mg／L。。，。，。25~35℃。pH。pH、，。，pH7．5。DO。，，，。AOBNOB，，DO0．5~1．5mg／L。1．2DO，。1．2．11［7］。·2·，，，：1．0~6．0m，50~150m。，，、。，［8］。，，，。，。50~150m，DO6～16；105～106，；2～6min，（15s），。1［9］。1．2．2Zhao［10］，，CODCr309．8mg／L、116．0mg／L，94．6％［11］。0．05kg［N］／（kg［MLSS］·d），95％，［12］。1．2．3，7～14g［MLSS］／L；1．0～1．2kg［BOD5］／（kg［MLVSS］·d）［4］，3．0～3．6kg［BOD5］／（m3·d），2．5～4.0［13］。，，。，DO，，。，，。15~35℃。，。15℃1~2d，80％，－60％［8］。2。，，AOB；，。，，。，DO、，AOBNOB，。2．12．1．1，，。C5H7NO2，，AOB。：2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+（1）13NH4++15CO2→10NO2-+3C5H7NO2+23H++4H2O（4）（1）、（4），，3．43g［O2］／g［N］。，30℃7．56mg［O2］／L。，DO［6］。（5），AOB0．299g［VSS］／g［N］，347610115891212345678910111Fig.1Processflowofdeepwellaeration／（kg［O2］·m－3·h－1）／％／（kg［O2］·kW－1·h－1）0.055~150.5~1.50.025901.0~1.52.0~3.060~902.3~6.01Tab.1Oxygenationperformanceofdifferentaerationmethods·3·INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．47No．5Oct.，20161／10。AOB，NOB，。AOBNOB，，AOBNOB，AOBNOB。，NitrosomonasNitrobacter35℃38℃，35℃［14］。、NOB，［15］。，AOB，NOB。2．1．20．75mg［N］／L，0．94mg［O2］／L，2．04mg［N］／L［16］。，SHARON1．0kg［N］／（m3·d），90％［6］。2．7kg［N］／（m3·d），95．4％［17］。2．1kg［N］／（m3·d），99．9％［18］。2．1．3，、0．02～1．67kg／（kg［VSS］·d）、1.0～2．5d0．2～10.0kg［VSS］／m3［19-20］。（FA），FAAOBNOB，。［3］，FA5～10mg／L，。DO，DO，。，SHARON，DO1．0～1．5mg／L，［3］。，AOBNOB（68、44kJ／mol），。20℃，AOBNOB，20℃，。35~45℃AOB［16］。，30～35℃，AOBNOBAOB，［3］。pH，，。AOBNOBpH7．0～8．56．5～7．5。pH7．4～8．3，AOB，，，pH7．4，90％。，pHFA，。25℃，pH7．0、8．0、9．0，FA0．56％、5．30％、35．90％。，FANH4＋，pH，FA。，，，pH，pH，pH。，pH7．4～8．3［3］。2．22．2．1，AOB、NOB、、。2［6］。2．2．2。（16．7±1．5）kg［N］／（m3·d），（13．0±1．3）kg［N］／（m3·d），（12．3±1．4）kg［N］／（m3·d），94．6%±3．9％。，613．9mg［N］／L［6］。2Fig.2Structureofair-liftshortcutnitrificationreactor·4·。，VSS7．9g／L；，1．83g［N］／（g［VSS］·d）。2．2．3：pH8．0，32～35℃，DO1．0~1．4mg／L［21］。FA。AOB，NOB，。FAAOBNOB，2。FA（613．9mg［N］／L），FA，AOBNOB。FAAOB，，［22］。3，－，－，，［23］。3．1，50％［23］。NH4＋NO2－，NH4＋。3．1．1，，AOB；，。，，。，DO，AOBNOB，。，62．5％，50％。2NH4++3O2→2NO2-+2H2O+4H+（1）NO2-+NH4+→N2+2H2O（5）3．1．2，（1．412g／L），（2．937g／（L·d）），94．42％，，，［24］。3．1．3-，。Grunditz［25］，pH7．5~9．0，pH8.0~8．5，pH＜6．5pH＞9．850％，pH＜5．5，。，，，AOBpH。，1660．0mg［CaCO3］／L。，（5~20℃），AOBNOB，，；（20~35℃）AOB，［15］。，－2~43℃［26］，15℃，；30~40℃，40℃。，－，30℃［27］。，，［28］，，［29］。m（NH4＋）／m（NO2－）DO、、FA。DO0．4mg／L，，m（NH4＋）／m（NO2－）1；DO1mg／L，［30］；DO1mg／L，［31］。，DO0．3~0．9mg／L，［27］。，4［28］。FA，pHFA［27］。3．2，，，，：·5·INDUSTRIALWATER＆WASTEWATERVol．47No．5Oct.，2016、、，，，（3／4），，。3．2．1，，50％。MBR，（15～45d），，，，［32］。SBR，SBR，“”。MBR，SBR。，MBR，，［33］。3．2．2［34］，0．55kg［N］／（m3·d），89．7%～92．4％，0．51kg［N］／（m3·d），－1．433～1．577kg［N］／（m3·d）。－，。Feng［35］，MBR510mg／L，1500mg［CaCO3］／L，35℃，m（NH4＋）／m（NO2－）24h（1∶1～1∶3），pH。Zhang［36］，4，0．7kg［N］／（m3·d），，0．52kg［N］／（m3·d），m（NH4＋）／m（NO2－）1．1～1．3。3．2．325～30℃、pH7～8［37］。MBR，DO1mg／L；DO0．5mg／L，1∶1；DO0．5~1.0mg／L，。MBR20g／L，19．86mg［O2］／（L·s），0．369mg［O2］／（L·s），,“DO”［38-39］。4，。，－、－、－。，－，－－。－，，0．05～4.00kg［N］／（m3·d）。－－，（4kg［N］／（m3·d）），，，。，、、，，，。：［1］HOWARTHR．Humanaccelerationofthenitrogencycle：drivers，consequences，andstepstowardsolutions［J］．WaterScience＆Technology，2004，49（5－6）：7－13．［2］，．［J］.，2010，41（3）：9-13.［3］，，．［M］．:，2004．［4］，．［M］．：，2006．［5］GERARDIMH．Nitrificationanddenitrificationintheactivatedsludgeprocess［M］．NewYork：JohnWiley＆Sons，Inc．，2002.［6］．［D］．：，2011．［7］NIUJ，ZHANGTJ，HEYJ，etal．Pretreatmentoflandfillleachateusingdeepshaftaerationbioreactor（DSAB）incoldwinterseason［J］．JournalofHazardousMaterials，2013，252－253C（4）