城市污水處理廠的傳統(tǒng)反硝化過(guò)程是將氨氮和亞硝酸鹽氮盡可能轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮，然后在反硝化結(jié)構(gòu)中添加一定量的碳源。硝酸鹽氮轉(zhuǎn)化為氮。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者根據(jù)實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的一些新現(xiàn)象，提出了一些新的生物脫氮工藝，形成了亞硝化和厭氧氨氧化等新的生物脫氮理論。

1.新的生物反硝化理論

1.1硝化作用

與整個(gè)硝化反硝化過(guò)程相比，短程硝化反硝化可節(jié)省曝氣量的四分之一，降低污泥產(chǎn)量，降低堿度和碳源用量，具有較高的應(yīng)用價(jià)值。

在傳統(tǒng)的生態(tài)系統(tǒng)中，亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌處于共生狀態(tài)。亞硝酸鹽細(xì)菌產(chǎn)生的亞硝酸鹽氮很快就會(huì)被亞硝酸鹽細(xì)菌轉(zhuǎn)化為硝酸鹽氮。在這個(gè)過(guò)程中很難形成亞硝酸鹽氮的積累。因此，控制短期硝化過(guò)程的困難在于如何提高亞硝酸鹽細(xì)菌的活性，抑制硝酸鹽細(xì)菌的活性，使硝化反應(yīng)產(chǎn)物以亞硝酸鹽氮的形式停留，防止亞硝酸鹽的產(chǎn)生。氮連續(xù)氧化，可進(jìn)一步恢復(fù)硝酸鹽氮直接反硝化反應(yīng)或厭氧氨氧化反應(yīng)。有必要控制硝化反應(yīng)的影響因素。根據(jù)兩種硝化細(xì)菌對(duì)環(huán)境因素的不同耐受性，試圖抑制硝酸鹽細(xì)菌的活性和/或減少反應(yīng)器中硝酸鹽細(xì)菌的數(shù)量，從而獲得大量的亞硝酸鹽氮。積累的目的。

影響亞硝化過(guò)程的主要因素是：

（1）溫度

室溫下硝化反應(yīng)產(chǎn)生的亞硝酸鹽氮可以快速氧化，但在30℃以上會(huì)產(chǎn)生明顯的亞硝酸鹽積累。研究人員相對(duì)簡(jiǎn)單的控制條件，研究人員可以在低溫下控制反應(yīng)器溫度（≤15°c）或高溫階段（30-40°c），這樣，硝化反應(yīng)中獲得的大多數(shù)產(chǎn)物都是亞硝酸鹽氮。然而，對(duì)于城市污水處理廠來(lái)說(shuō)，控制低溫或高溫的措施顯然是不合適的。

（2）ph值

一般認(rèn)為亞硝酸細(xì)菌是最好的ph值為7.9?8.2，硝酸鹽細(xì)菌最好ph值為7.2?7.6。當(dāng)ph值小于6.5抑制亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌的生長(zhǎng)。當(dāng)該值大于8時(shí)，抑制了硝酸鹽細(xì)菌的生長(zhǎng)，因此工藝廢水中亞硝酸鹽氮的濃度較高。

（3）溶解氧

亞硝酸細(xì)菌和硝酸細(xì)菌對(duì)溶解氧有不同的親和力，可用于實(shí)現(xiàn)亞硝化。并根據(jù)作者的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)目刂?/p>

脫氧濃縮是穩(wěn)定亞硝化的必要方法之一。高溶解氧濃度會(huì)迅速氧化亞硝酸鹽氮，不利于其積累，但溶解氧濃度不能太低。缺氧也會(huì)降低亞硝酸鹽細(xì)菌的活性。

（4）游離氨

高濃度的游離氨可以在一定程度上抑制兩種硝化細(xì)菌的活性，但對(duì)硝酸鹽細(xì)菌更敏感，這意味著高濃度的游離氨可以抑制硝酸鹽細(xì)菌的活性。安東尼發(fā)現(xiàn)游離氨對(duì)亞硝酸鹽細(xì)菌的抑制濃度為10150mg / l，硝酸鹽細(xì)菌的抑制濃度為0.1?1.0mg / l。

（5）污泥齡

由于亞硝酸鹽細(xì)菌在中高溫條件下的生產(chǎn)周期短于硝酸鹽細(xì)菌，污泥年齡可控制在亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌的最小停留時(shí)間之間，亞硝酸鹽細(xì)菌可逐漸消除。在再生池中，亞硝酸鹽細(xì)菌越來(lái)越豐富，從而實(shí)現(xiàn)了亞硝酸鹽氮的積累。這種現(xiàn)象也發(fā)現(xiàn)在一些污水處理廠的實(shí)際運(yùn)行中。

1.2厭氧氨氧化

厭氧氨氧化是指微生物在缺氧條件下使用氨氮作為電子供體，亞硝酸鹽氮作為電子受體轉(zhuǎn)化為氮的過(guò)程。與傳統(tǒng)的反硝化工藝相比，厭氧氨氧化工藝不需要外部碳源，減少了化學(xué)品的消耗，污泥產(chǎn)量低，不需要氧氣供應(yīng)，節(jié)約了電能，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

影響厭氧氨氧化過(guò)程的主要因素是：

(1)基質(zhì)濃度

適量的氨氮和亞硝酸鹽氮作為底物，為厭氧氨氧化細(xì)菌提供營(yíng)養(yǎng)和能量。然而，當(dāng)氨氮和亞硝酸鹽氮的濃度超過(guò)一定值時(shí)，厭氧氨氧化細(xì)菌的活性也會(huì)受到抑制。鄭平[3]的研究結(jié)果表明，氨氮通常抑制亞硝酸鹽氮5.4?12.0mmol / l，抑制厭氧菌的常數(shù)為38.0?98.5mmol / l。

（2）ph值

氨氮和亞硝酸鹽氮在水中具有電離平衡，ph厭氧氨氧化過(guò)程可影響游離氨和游離亞硝酸的濃度。vadongen認(rèn)為，當(dāng)ph在6.7和8.3厭氧氨氧化反應(yīng)可以很好地進(jìn)行，最好ph約為8.0。

（3）溶解氧

水中高濃度的溶解氧將對(duì)厭氧氨氧化細(xì)菌的活性產(chǎn)生重大影響。盡管氧氣可以顯著抑制厭氧氨氧化菌的活性，但是當(dāng)去除氧氣中毒時(shí)，厭氧氨氧化菌的活性可以恢復(fù)。

（4）溫度

厭氧氨氧化細(xì)菌對(duì)溫度變化更敏感。一般認(rèn)為，適合厭氧細(xì)菌的溫度是33-40℃。近年來(lái)，研究人員已轉(zhuǎn)向研究中低溫條件下的厭氧氨氧化工藝。作者使用生物陶粒過(guò)濾柱。平均總脫氮負(fù)荷分別為20±2℃，15±1℃和10±1℃。達(dá)到1.00g /（l·d），0.89g /（l·d），0.74g /（l·d），平均總氮去除率分別為87.6％，82.5％，73.0％。

（5）輕

厭氧氨氧化細(xì)菌是光敏細(xì)菌，其氨去除率在光的作用下會(huì)降低30-50%。污水處理廠的結(jié)構(gòu)通常是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。例如，在屋頂開(kāi)口處覆蓋不透明的蓋板，基本上可以避免光對(duì)結(jié)構(gòu)反硝化的影響。

（6）有機(jī)質(zhì)

厭氧氨氧化細(xì)菌是一種化學(xué)自養(yǎng)厭氧細(xì)菌，其繁殖速度非常慢。當(dāng)水中有機(jī)碳源時(shí)，異養(yǎng)細(xì)菌繁殖較快，會(huì)影響厭氧氨氧化細(xì)菌的生長(zhǎng)。因此，厭氧氨氧化工藝更適合放置在微曝氣反應(yīng)器工藝的后端。反應(yīng)器的流出物含有低濃度的有機(jī)物和高濃度的未氧化氨氮，效果更好。反硝化作用。

2.亞硝化-厭氧氨氧化工藝的特點(diǎn)

在亞硝化過(guò)程中，亞硝酸鹽細(xì)菌只將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮，而不是繼續(xù)轉(zhuǎn)化為氮。為了實(shí)現(xiàn)污水的有效脫氮，亞硝化需要與其他工藝相結(jié)合，厭氧氨氧化是最理想的組合方式。目前，許多研究人員喜歡使用兩種新的反硝化工藝：一種是canon以單級(jí)反應(yīng)為代表；另一種是canon以單級(jí)反應(yīng)為代表。另一種是兩階段反應(yīng)sharon-anammox為代表。

canon該過(guò)程的特點(diǎn)是亞硝酸鹽細(xì)菌和厭氧氨氧化細(xì)菌在同一反應(yīng)器中共存。生物膜外層的亞硝酸鹽細(xì)菌首先將氨氮氧化成亞硝酸鹽氮，然后通過(guò)傳質(zhì)將生物膜中的亞硝酸鹽細(xì)菌轉(zhuǎn)化為膜內(nèi)層的厭氧細(xì)菌。

sharon該工藝的特點(diǎn)是將反應(yīng)器的污泥年齡控制在30歲35℃，在亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌的最短停留時(shí)間之間，并逐漸消除反應(yīng)器中的硝酸鹽細(xì)菌。后來(lái)，開(kāi)發(fā)了sharon-anammox工藝。在前一個(gè)反應(yīng)器中，大約一半的氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽氮，然后在后一個(gè)反應(yīng)器中，亞硝酸鹽氮和其余一半的氨氮轉(zhuǎn)化為氮。

目前，適用于厭氧氨氧化工藝的反應(yīng)器類(lèi)型主要包括egsb，生物轉(zhuǎn)盤(pán)，sbr，固定床具有良好的微生物保留性。

3.亞硝化-厭氧氨氧化工藝可用于生活污水處理

亞硝化兩步-在厭氧氨氧化過(guò)程中，亞硝酸鹽細(xì)菌和厭氧氨氧化細(xì)菌可以在最有利的環(huán)境中生長(zhǎng)。與單一工藝相比，其運(yùn)行可靠性更高，啟動(dòng)時(shí)間更短，反硝化效率高，具有一定的優(yōu)勢(shì)。然而，隨著我國(guó)污水排放量的逐年增加，亞硝化-厭氧氨氧化法在生活污水處理中的應(yīng)用仍有一定的局限性。一方面，厭氧氨氧化反應(yīng)需要以前亞硝化反應(yīng)的流出物來(lái)保持穩(wěn)定nh4 / no2-。另一方面，在之前的研究結(jié)果中，亞硝化-厭氧氨氧化工藝一般采用較高的氨氮濃度（> 500mg / l），反應(yīng)器溫度也很高(30)40℃），兩者都是室溫下底物含量低的生活污水，難以維護(hù)，能耗大。近年來(lái)，研究人員開(kāi)始研究室溫下的厭氧氨氧化過(guò)程。

高負(fù)荷生物濾池向上流動(dòng)-cstr亞硝化反應(yīng)器-厭氧氨氧化濾池塔用于處理實(shí)際生活污水。系統(tǒng)穩(wěn)定后，出水氨氮平均濃度為0.02mg / l，出水cod濃度為41.4±2.3mg / l，出水總氮濃度為11.9±2.7mg / l。 優(yōu)于城市污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)gb ** 18-2002）a級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4.結(jié)論

根據(jù)亞硝酸鹽細(xì)菌和硝酸鹽細(xì)菌對(duì)各種基質(zhì)或因素的不同耐受性，通過(guò)控制這些反應(yīng)參數(shù)，可以實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定的亞硝化作用。然而，不同的研究人員對(duì)某些反應(yīng)參數(shù)的合理調(diào)整范圍得出了不同的結(jié)論。

此外，盡管目前亞硝化，-厭氧氨氧化法在實(shí)際生活污水處理中的應(yīng)用仍有許多問(wèn)題需要解決，但其應(yīng)用前景和效益也很大，可以積極促進(jìn)污水處理廠的良性循環(huán)。城市生態(tài)系統(tǒng)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)值得深入研究。