高濃度氨氮廢水的高效生物脫氮途徑

更新時(shí)間：2008-09-19 08:46 來(lái)源：中國(guó)論文下載中心作者: 趙宗升劉鴻亮閱讀：898

摘要：回顧了傳統(tǒng)生物脫氮的一般原理，介紹了亞硝酸鹽硝化/反硝化、同時(shí)硝化/反硝化、好氧反硝化和厭氧氨氧化等提高生物脫氮效率的可能途徑，并分析了他們各自的原理、實(shí)現(xiàn)條件和應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：氨氮生物脫氮好氧反硝化厭氧氨氧化

　　垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液屬高濃度氨氮廢水，后期滲濾液的氨氮濃度達(dá)2000mg/L以上，如利用生物法脫氮，反硝化需7500mg/L以上的碳源，而滲濾液本身所能提供的碳源明顯不足，外加碳源則會(huì)增加處理成本。因此，研究高效脫氮工藝具有重要意義。近些年來(lái)在生物脫氮理論方面有了許多進(jìn)展，亞硝酸鹽硝化反硝化受到重視，發(fā)現(xiàn)了厭氧氨氧化和好氧反硝化微生物的生物化學(xué)作用，從而為高濃度氨氮廢水的高效生物脫氮提供了可能的途徑。

1　傳統(tǒng)生物脫氮原理

　　硝化反應(yīng)是由一類自養(yǎng)好氧微生物完成的，它包括兩個(gè)步驟：第一步稱為亞硝化過程，是由亞硝酸菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽，亞硝酸菌中有亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸螺桿菌屬和硝化球菌屬；第二步稱為硝化過程，由硝酸菌(包括硝酸桿菌屬、螺菌屬和球菌屬)將亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化為硝酸鹽。亞硝酸菌和硝酸菌統(tǒng)稱為硝化菌，都利用無(wú)機(jī)碳化合物如CO₃^2-、HCO₃^-和CO₂作為碳源，從NH₃、NH₄⁺或NO₂^-的氧化反應(yīng)中獲取能量。

　　亞硝酸菌和硝酸菌的特性大致相似，但前者的世代期較短，生長(zhǎng)率較快，因此較能適應(yīng)沖擊負(fù)荷和不利的環(huán)境條件；當(dāng)硝酸菌受到抑制時(shí)，有可能出現(xiàn)NO₂^-積累的情況。

　　反硝化反應(yīng)是由一群異養(yǎng)型微生物完成的，它的主要作用是將硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成氣態(tài)氮或N₂O，反應(yīng)在無(wú)分子態(tài)氧的條件下進(jìn)行。反硝化細(xì)菌在自然界很普遍，多數(shù)是兼性的，在溶解氧濃度極低的環(huán)境中可利用硝酸鹽中的氧作為電子受體，有機(jī)物則作為碳源及電子供體提供能量并被氧化穩(wěn)定。

　　由于從反硝化獲得的能量低于氧氣還原所獲取的能量，所以反硝化被認(rèn)為僅在缺氧條件下發(fā)生。