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2020

短程硝化反硝化工艺研究

作者：

短程硝化反硝化工艺研究

氮素是维持生态系统营养物质循环的一种重要元素，任何生物的生存、延续和发展都离不开氮素。但由于人类活动对自然生态系统中氮素循环的干扰和破坏，使中间产物积累，水源受到氮素污染。目前，以工程手段强化硝化作用和反硝化作用在废水脱氮技术的研发应用使各种行之有效的脱氮处理工艺得到了发展，构成了废水脱氮处理的技术体系。
短程硝化反硝化工艺是近年来的新型生物脱氮技术，其基本原理是简捷硝化反硝化，即将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，然后进行反硝化该工艺使硝化系统中亚硝酸盐的积累可接近100%。其生化反应如下式所示：

NH4++1.5O2 → NO2-+ 2H+ + H2O
NO2-+ 3[H]+ H+ → 0.5N2 + 2H2O

与全程硝化反硝化相比，短程硝化反硝化具有以下几个优势：
（1）硝化阶段可以减少大约25%左右的需氧量，降低了曝气过程的能耗；
（2）在反硝化阶段可减少大约40%左右的有机碳源，降低了有机碳投加和运行费用；
（3）硝化反应时间缩短，反应器容积可以缩小30%~40%左右；
（4）较高的反硝化速率，研究证实亚硝酸盐的反硝化速率通常比硝酸盐高63%左右；
（5）硝化过程可减少污泥产量33%~35%左右，反硝化过程中可少产污泥55%左右。

短程硝化反应的控制程度取决于对两种硝化细菌的控制。目前，国内外学者的研究结果表明，影响NO2-积累的控制因素比较复杂，主要包括温度、游离氨、污泥停留时间、溶解氧、基质浓度、有害物质等。
针对反应的控制因素及条件，山东华城城建设计公司集中研发人员力量，通过严格控制溶解氧、温度及基质浓度等影响因素，将氨氮的氧化成功地控制在亚硝化阶段，并通过中试验证。目前，我司已将该工艺成功应用于济南、德州、聊城等多地的污水处理厂中。厂区运行数据表明，短程硝化反硝化工艺脱氮能力较强，在节省碳源投加量的条件下，出水各项指标均可满足厂区排放标准，且外排水水质提升，有效改善了区域环境，获得了各业主的一致好评。
下一步我司将计划进行短程硝化-厌氧氨氧化联合工艺研究，通过控制短程硝化积累NO2-为厌氧氨氧化提供电子受体，解决高氨氮、难处理低碳氮比工业废水。

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