2.2.1 短程硝化反硝化原理
在硝化过程中,把反应控制在亚硝酸盐阶段,然后由亚硝酸盐直接进行反硝化,或是在厌氧及低氧条件下由亚硝酸盐作为电子受体,将氨转化为氮气,以达到缩短反应过程的目的,这两种方式均为短程脱氮。短程脱氮具有很多的优点:硝化段可减少约25%的能耗、在反硝化段可降低约40%对碳的需求、具有较高的硝化反硝化能力、以及产生较少的生物量等。 2.2.2 曝气生物滤池中短程硝化反硝化的影响因素
(1)DO浓度
合适的DO浓度对完成短程硝化反硝化作用至关重要。王春荣[29]等通过两段BAF试验,发现在DO为(0.3~0.5)mg/L时,亚硝酸盐直接进行反硝化。即气水比较低时,主要进行短程硝化反硝化,其反硝化速率要比正常反硝化快1.15倍。
(2)C/N比
C/N比孙迎雪等[30]试验表明,短程硝化反硝化生物滤池对NH4+-N有90%以上的去除率;当反硝化生物滤池进水的C/N为3. 0时,出水TN浓度可降低到8~9 mg/L,且去除率稳定在79%~81%。
(3)FA(游离氨)
孟繁丽等[31]研究发现,在低氨负荷情况下,NO2--N的积累主要受DO的影响;高氨负荷情况下,NO2--N的积累主要受FA的影响。当FA > 0.6 mg/L时,硝酸菌的活性受抑制,FA > 4 mg/L时亚硝酸菌的活性被抑制,FA > 50 mg/L时完全抑制了硝酸菌和亚硝酸菌的活性。Sutherson[32]在研究短程硝化反硝化技术时指出,由于硝酸菌对游离氨会产生不可逆转的适应性,所以NO2--N不可能在系统中长期稳定存在。QIAO S等人[33]发现,调整进水氨氮负荷、温度和pH值可调控 FA的浓度,进而实现NO2--N的积累。
(4)pH
陶俊杰等[34]指出pH值是控制短程硝化的重要因素,其影响效果甚至要强于DO。在常温、进水氨氮负荷为0.5 kg/m3·d条件下控制pH值在8.0以上,发现BAF即使在DO浓度为4.5 mg/L时也能使NO2--N积累率达到80%以上。孟繁丽[31]也指出,pH在8~8.5 时,NO2--N有70%积累率,同时NH4+-N的去除率也较高,可达70 %。
3 研究前景及现存问题
3.1 研究前景
BAF中新型脱氮理论的发现与研究,可进一步改进与完善生物滤池工艺,提高脱氮处
理效果,减少成本与能耗,对于开发新型低耗高效污水深度处理与回用技术提供了非常好的思路,具有非常广阔的发展前景。 3.2 现存问题
目前,有关新型脱氮工艺与BAF相结合的研究较少,很多试验结果仍存在差异,导致无法指导工程实践,而且BAF难以灵活控制较低的DO浓度、反应时间、pH等环境条件,增大了其运用新脱氮理论的难度。所以此方面的技术和工艺还需要进一步的研究和开发。
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