畜禽废水生物除碳脱氮耦合新工艺及机理研究

畜禽废水生物除碳脱氮耦合新工艺及机理研究 畜禽废水生物除碳脱氮耦合新工艺 及机理研究 重庆大学博士学位论文 学生姓名:李治阳 指导教师:彭绪亚教授 专 业:环境科学与工程 学科门类:工学 重庆大学城市建设与环境工程学院 二一二年五月. 矗 ’ ? . : ,,中文摘要 摘 要 近年来,随着经济的发展和人民生活水平的提高,畜禽产品的需求量逐渐增 加,畜禽养殖业得到迅速发展,畜禽养殖业产生的废液越来越多。目前畜禽养 殖 污染己成为三峡水库的主要污染源之一,严重威胁三峡库区水环境安全。因此, 开发高效经济的畜禽养殖废水处理技术具有迫切性,同时对保护和改善次级支流 及库区水环境具有重要的意义。 畜禽粪水的除碳脱氮是本研究的核心。为了实现畜禽粪水有机物和氮的有效 去除,本文提出利用两种不同耦合工艺产甲烷一短程硝化反硝化一厌氧氨氧化、 同时产甲烷反硝化一短程硝化反硝化处理畜禽粪水。试验期间首先对三种反应 器厌氧氨氧化反应器、同时产甲烷反硝化反应器、短程硝化反硝化反应器的 启动特性及脱氮性能进行研究;然后分别进行组合,研究两组耦合工艺对畜禽粪 水的去除效果,研究结果 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 明同时产甲烷反硝化一短程硝化反硝化耦合工艺对畜 禽粪水有机质和氮均具有较好的去除效果且运行稳定。后期利用同时产甲烷反硝 化一短程硝化反硝化耦合工艺进行工程规模的示范研究。 主要研究内容及结果如下: ?厌氧氨氧化污泥驯化及反应器的启动研究 为了实现畜禽粪水厌氧氨氧化途径脱氮,首先应用模拟废水对厌氧氨氧化反 应器进行启动。通过两组不同接种污泥浓度大小厌氧氨氧化反应器启动试验得出: 污泥浓度为./反应器进水一、一一达./、./, 其地一、’.去除率分别达%和%,去除率在%以上;而污泥浓 度为./反应器进水一、‘一提高至./和./时, 其氨氮去除率在%,亚硝氮去除率只有%,且有大量的硝态氮产生,去除 率只有~%,因此高接种污泥浓度更有利于厌氧氨氧化反应器的高效启动。通 过扫描电镜观察两个反应器内存在球状、杆状的厌氧氨氧化菌,成功实现厌氧氨 氧化反应器的启动。 ?同时产甲烷反硝化影响机理及反应器启动研究 亚硝氮是影响同时产甲烷反硝化有机物去除效果的主要原因,为此,研究了 亚硝氮对产甲烷反硝化反应的生化抑制机理。应用批式试验研究了有机物负荷为 ..一?、/’一值分别为:、:、:、:时同时产甲烷反 硝化对畜禽粪水的去除效果,通过、辅酶、‖一葡萄糖苷酶、/ 等变化规律得出/一一值为:、:时,去除率、辅酶、伊葡 萄糖苷酶和/含量与空白无亚硝氮的变化规律一致,亚硝氮几乎未对重庆大学博士学位论文 产甲烷菌活性产生抑制作用;而/一一值为:、:时,其去除率、 辅酶、伊葡萄糖苷酶和/含量降低,产甲烷菌活性受到明显抑制。 在为.~.、温度土?、/。一:条件下进行混合式反应器处理 畜禽粪水的研究,经过运行,反应器稳定有机负荷和亚硝氮负荷分别达 .?~.’和. 一一?~?~,其和’一去除率分别为%和 %,实现同时产甲烷反硝化反应器的启动。 ?短程硝化反硝化反应的稳定实现 实现畜禽粪水亚硝化途径脱氮是本课题研究的重要内容,基于此,主要进行 了两点研究:应用畜禽粪水于短程硝化反硝化反应器稳定实现亚硝氮的积 累, 其进水氨氮浓度达./,氨氮去除率达%,亚硝酸盐积累率为%。 应用短程硝化反硝化反应器进行、和供氧方式等影响因素的研究,试验得出: 畜禽粪水处理过程中,当为、为 /时更利于短程硝化反硝化反应的 稳定实现;恒定曝气量和恒定条件下氨氮去除率相差不大。 ?产甲烷一短程硝化反硝化一厌氧氨氧化耦合工艺处理畜禽粪水 应用畜禽粪水进行厌氧产甲烷反应器的启动,经过的运行反应器负荷 达. .~.~,有机物去除率为%。应用产甲烷一短程硝化反硝化一 厌氧氨氧化耦合工艺处理畜禽粪水,耦合工艺对有机物的去除率大于%,有机 物去除效果较好。短程硝化反硝化反应器出水’一/十一值在.~.之 间,耦合工艺对去除率在~%之间。 ?同时产甲烷反硝化一短程硝化反硝化耦合工艺处理畜禽粪水 应用同时产甲烷反硝化一短程硝化反硝化耦合工艺处理畜禽粪水,并分别研 究了模拟循环、:和:回流比下有机物和氮的去除效果。模拟循环阶段系统对 有机物和氨氮的去除率分别为%和%;:回流比下系统对有机物去除率为 %,对氨氮去除率为%,系统对总氮平均去除率为%;:回流比下系统对 有机物去除率在%以上,系统对总氮平均去除率为%。综合粪水有机物和氮 的去除效果及节能等因素考虑适合选择系统回流比为:,此时同时产甲烷反硝化 反应器对总有机物和平均总氮去除率分别为~%和%;短程硝化反硝化反应 器对总有机物和平均总氮的去除率分别为~%和%。 ?同时产甲烷反硝化一短程硝化反硝化处理畜禽加工废水工程示范 通过驯化试验完成了产甲烷反硝化一短程硝化反硝化示范工程各反应器的启 动。厌氧产甲烷反应器有机物去除率达%以上;短程硝化反硝化反应器氨氮去 除率达%以上。根据前期研究成果,稳定运行期选择系统回流比为:,此时同 时产甲烷反硝化反应器对有机物去除率可达%以上,系统对有机物去除率在% 以上,系统对氨氮的去除率在%以上,系统对总氮去除率为%,耦合工艺示中文摘要 范工程对畜禽加工废水有机物和氮的去除效果较好。 关键词:畜禽废水,产甲烷反硝化,脱氮,短程硝化反硝化,厌氧氨氧化 英文摘要 ?????????????????????????????????~??????????????????????????????? ??????????????????????????一 ’ , 趴, , ., ., , . ?“ .币? ? 一 ‘ 玎 . , , , 矗 ???; 行? ? 矗?? .,.: 『 ?锄 ?., . 琵. ?, 一 一一 ./ ./一,一 ./, % , % %, . ./ /十一 ‘一 ./ /一,./,%,% ~% 。一 重庆人学陴学位论文 、 ., ? ., ,?,. ? 多 ? 拜 ,一 一, ,. ..?~?~, /’一 :,:,:,:,. , ,‖一,?/ : , . / : :, , : , : / :, ./一一: .~., 土, . . 。’。, . % 。一 % ? ? , ,,. ?? : . .陌 , .? ?? . ? .一’ %. 伍 英文摘要 ?????????????????????????????一????????????????????????? 一??????????????????????一 ??. % 矗’ ’/一 确 .. .. 五~%. . ???? 矗 ??.‘‘ : .,:、, % % 蚯 ,一 ; ,一, : , ; %,%, % .: % ,: 瓶 %“ ?% % 丁 伍 、 , ?% % 瓶 : .“丘?“ ?? 固? %曲 筒 , % ,一 . 矗?. :, 士士 行 ; % % % . 石 . , : 】 ?矗, , 重庆大学博士学位论文 目 录 目 录 中文摘要? 英文摘要? 绪论? .研究背景 .畜禽粪水特性及现行处理技术概述? ..备禽粪水来源、产生量及特性?. ..眚禽粪水污染及危害??. .传统畜禽粪水除碳脱氮技术? ..厌氧处理技术??. ..好氧处理技术??. ..厌氧一好氧联合处理技术? .废水脱氮除碳新技术? ..厌氧氨氧化自养脱氮技术. ..同时产甲烷反硝化技术?. ..短程硝化反硝化技术??. .主要内容和拟解决的关键科学问题? ..主要研究内容??. ..研究技术路线??. ..拟解决的关键科学问题?. 厌氧氨氧化污泥驯化及反应器启动. .试验材料与方法 ..接种污泥?. ..废水成分?一 .分析测试项目与方法??. ..试验装置?. ..试验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ?. .污泥适应阶段对比.活性提高及稳定运行阶段对比. .活性抑制阶段对比.脱氮性能对比分析??.重庆大学博士学位论文 .厌氧氨氧化三氮比分析??.. .厌氧氨氧化菌相分析.. .本章小结??.. 同时产甲烷反硝化影响机理及反应器启动研究 .材料与方法?. ..接种污泥.. ..废水组成.. .】.装置与方法??.. ..分析测试项目与方法..试验方案.. .同时产甲烷反硝化污泥的驯化??.. ..有机质和氮的变化??.. .产甲烷反硝化菌相分析? .同时产甲烷反硝化影响因素分析?.. .碳源对产甲烷反硝化过程的影响 .. 对产甲烷反硝化过程的影响~ ..氨氮对产甲烷反硝化过程的影响 .不同/’一对产甲烷反硝化处理畜禽粪水的影响机理?. ..产气变化规律.. 和的变化规律 .. .葡萄糖苷酶的变化..辅酶的变化? .. /的变化.. ..氮的变化.. .. 、碱度及的变化. .同时产甲烷反硝化反应器的启动?.. ..反应器和产气率的变化? ..反应器氮的变化.. .本章小结??.. 短程硝化反硝化反应的稳定实现. .材料与方法?.. ..接种污泥.. ..模拟废水.. ..装置与方法??.. ..分析测试项目与方法?.. ..试验方案.. .短程硝化反硝化反应器启动. .短程硝化反硝化影响因素分析??. .. 和的影响..供氧方式的影响? .本章小结??. 产甲烷?短程硝化反硝化一厌氧氨氧化耦合工艺处理畜禽粪水的试 验研究? .试验材料与方法??. ..接种污泥.. ..废水成分? ..分析测试项目与方法?.. ..试验装置一 ..试验方案一 .产甲烷反应器启动?. .产甲烷一短程硝化反硝化一厌氧氨氧化工艺处理粪水?. ..:艺的提出??一 ..有机质和氮的去除效果一 ..耦合系统除碳脱氮机制分析?一 ..去除效果分析?.. .本章小结??. 同时产甲烷反硝化?短程硝化反硝化耦合工艺处理畜禽粪水的试验 研究 .材料与方法?. ..接种污泥一 ..废水组成一 ..装置与方法??一 ..分析测试项目与方法?一 ..试验方案一 .模拟循环处理效果?. ..同时产甲烷反硝化对有机质和氮的去除效果一 ..短程硝化反硝化对有机质和氮的去除效果?.. ..产甲烷反硝化一短程硝化反硝化工艺处理效果??一 重庆大学博士学位论文 .回流比为:时处理效果?.. ..同时产甲烷反硝化处理效果.短程硝化反硝化处理效果??. .产甲烷反硝化一短程硝化反硝化工艺处理效果??. .回流比为:时处理效果? ..同时产甲烷反硝化处理效果?. ..短程硝化反硝化处理效果??. ..产甲烷反硝化一短程硝化反硝化丁艺理效果. .耦合系统脱氮机制分析.耦合系统除碳机制分析.工艺性能对比 .本章小结同时产甲烷反硝化?短程硝化反硝化耦合工艺处理畜禽加工废水 工 程示范? .材料与方法..】 ..接种污泥 ..试验用水 ..试验装置与流程 ..分析测试项目与方法?.. ..试验方案 .产甲烷反硝化污泥的驯化? .短程硝化反硝化污泥的驯化 .示范工程对有机质和氮的去除效果 .本章小结结论与展望. .主要结论.本研究的创新点.问题与建议? 致 谢 参考文献 录 附 作者在攻读博士学位期间发表的论文目录:??.. 论 绪 .研究背景 近年来,随着经济的发展和人民生活水平的提高,对畜禽产品的需求量逐渐 增加,生产规模不断扩大,我国畜禽养殖模式已从每家每户养殖逐渐转向规模化、 集约化养殖,然而随着生产规模的扩大,排放的粪尿与屠宰废水对环境的污染越 来越严重。 黄鸿翔【 估算,我国畜禽粪尿总量占农业有机废弃物的%以上。据科研单位 调查发现我国目前农村的面源污染中,~%来源于畜禽粪尿。数据表明全国 %规模化畜禽养殖场未经过环境评价,%的养殖场缺乏必要的污染防治措施。 目前我国每年约产生畜禽粪便亿吨,其远超过工业废水和生活污水之和。 畜禽养殖业已成为我国农业污染源之首,畜禽污染减排已纳入“十二五”重点规划范 围。据有关部门调查【,重庆三峡库区年产生畜禽粪尿总量超过万吨,如按% 排入环境计算,畜禽粪尿产生的污染负荷为万吨。而实际上,库区众多的 畜禽养殖场建在次级支流沿岸,其废弃物大多未经处理就直接排入水体,目前, 畜禽养殖污染在库区的不少次级河流如梁滩河、花溪河、永安溪、御临河等 已超过集水区内城镇生活废水的污染负荷,成为这些流域水质恶化的主要原因, 并已经成为三峡水库的主要污染负荷,严重威胁三峡库区水环境安全,因此,开 发高效经济的畜禽养殖废弃物处理技术具有迫切性,同时对保护和改善次级 支流 及库区水环境具有重要的意义。 随着经济的增长,养殖业必将进一步发展,大量的畜禽粪水将对我国环境将 造成更为严重的污染,针对城镇周边无大规模用于处理沼液的土地以及沼液运输 困难等难题,开发高效经济的畜禽养殖废弃物无害化处理技术势在必行。为节省 费用,目前养殖场设计的处理过程重点进行有机物的去除,较少考虑氮的去除。 但是随着排放量的增加,畜禽粪水有机物和氮对环境的污染日趋严重,当前,寻 求一条工艺可靠、运行稳定、成本较低的处理工艺是解决畜禽污染迫在眉睫之事, 针对此问题分别提出应用产甲烷~短程硝化反硝化一厌氧氨氧化耦合工艺和同时 产甲烷反硝化一短程硝化反硝化耦合工艺处理畜禽粪水。依据耦合工艺机理分析, 两组工艺均可有效解决畜禽粪水传统好氧后处理过程反硝化过程碳源不足的难 题,并实现有机质和氮的资源化去除,达到控源减排的目的,对保护三峡库区水 环境具有重要的意义。为改善三峡库区水质和流域生态环境,提高市民生活 质量, 促进流域经济.社会.环境的协调发展提供技术支持。重庆大学博士学位论文 .畜禽粪水特性及现行处理技术概述 ..畜禽粪水来源、产生量及特性 传统喂养牲畜的方法是一家一户小规模的养殖,其畜禽粪水可用于农作物施 肥利用,随着城市化规模的扩大及对畜禽肉类需求量的增加,传统的喂养方 法已 不能满足对畜禽肉类的需求,规模化的饲养场逐渐增多,从而导致了畜禽粪 水的 过度集中,给局部环境带来了极大的压力。年,猪、牛、鸡三类畜禽粪便排 放总量达,亿吨、粪便中含量达万吨,是全国生活和工业污水排 放量的.倍【。据统计,我国畜禽粪便中、、一、、等流失 量分别为.万吨、.万吨、.万吨、.万吨和.万吨。畜禽粪 便中氮、磷的流失量超过化肥的流失量,约为化肥流失量的%和%,畜禽粪 便带来的污染已经成为当前主要污染源之一【。 畜禽粪便,即各种牲畜所排放的废弃物,含有多种化学成分,其挥发性有机 物含量约为%,蛋白质含量约为.%~.%,畜禽粪尿排泄系数、畜禽粪尿年 排泄量和不同体重猪的粪尿排放量分别见表.、表.和表.【,各种粪便的主要 化学成分见表.【 。畜禽粪水为畜禽粪尿及冲洗液经筛网过滤后粪水,粪水含有 高氮、高有机质浓度,畜禽粪尿液的直接排放会对环境造成严重污染。 表.畜禽粪尿日排放系数 】. 衔 污染物 生猪 蛋禽 肉禽 牛 注:一未测 表眚禽粪尿年排泄量 . 污染物 牛 生猪? 蛋禽 肉禽 ?生猪按生长期计绪论 表.备禽粪便的主要成分/% ’ .种类 水分 有机质 ,。 , ..畜禽粪水污染及危害 畜禽粪水是含有高浓度有机质的废水,直接排入或随雨水冲刷进入江河湖库, 会大量消耗水体中溶解氧,使水体变黑发臭,导致水生生物缺氧死亡;同时粪水 中含有大量的等营养物质,使水体富营养化,易导致湖泊发生蓝藻等事件。 畜禽粪水已成为与工业废水、生活污水并列的三大水污染源之一,随着养殖 业的进一步发展,畜禽粪水排放量还会进一步增多,造成的环境污染将会更加严 重,畜禽粪水中含有大量未被动物消化吸收的有机质、氮、磷等残留物质,对大 气、水体和土壤会造成一定的危害峭。 ?大气污染,畜禽粪水对空气的污染主要是粪液中有机物分解所产生的恶臭、 有害气体以及携带病原微生物的粉尘。奶牛、猪、鸡饲料中有%的含氮物质排泄 出,肉鸡饲料中有%的含氮物质排泄出,猪粪中氨氮含量为~ /,牛 粪中氨氮含量为~/。恶臭和有害气体成分主要由、、、 和粪臭素等组成。研究表明,家禽粪中%~%的氮为铵态氮,容易挥 发损失,的挥发提高了雨水,使更多的溶于雨水,形成,而重庆大学博士学位论文 烈在土壤中被氧化,释放和,容易引起土壤酸化。病原微生物 主要为细菌和病毒,空气中大量的病原微生物易造成疫病流行,严重影向生产, 并危害周围居民的身体健康【。 ?水体污染,畜禽粪水对水体的污染主要表现为有机污染及污染。粪液通过 地表径流污染地表水,同时也通过土壤渗入地下污染地下水,地表水中过多的易 导致水体富营养化,影响水体生态环境;粪便液中的等物质渗入地下水,将导致 地下水中。、。浓度的升高,人若长期或大量饮用,可能会诱发癌症?。 ?土壤污染,据测定,家禽粪便中包含铝、钡、铬、钙、锡、铜、钾、铁、 铂、镁、钠、镍、磷、氯、铅、硫、锗、铝、钻、钒和锌等种微量元素。当进 入土壤的微量元素超过其环境容量时,就会产生环境污染,不适当地使用畜禽粪 水可导致土壤的、污染、重金属污染、矿物元素污染、药物残留污染及微生物 污染等。 .传统畜禽粪水除碳脱氮技术 为控制畜禽养殖业产生的粪水、粪渣和恶臭等对环境的污染,年国家环 境保护总局发布了《畜禽养殖污染防治 管理办法 关于高温津贴发放的管理办法稽核管理办法下载并购贷款管理办法下载商业信用卡管理办法下载处方管理办法word下载 》,把常年存栏率在头以上的 养鸡场和头以上的养牛场等达规定规模的畜禽养殖场纳入管理范围,此后,国 家环保总局和国家质检总局联合发布了《畜禽养殖业污染物排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 》,对集约 化规模化的畜禽养殖场和养殖区的各种污染物排放标准做了明确规定,着手治理 畜禽养殖场和养殖区的污染难题,以期从根本上解决畜禽养殖业带来的污染问题。 ..厌氧处理技术 厌氧处理特点是能量需求低,可回收沼气能源,污泥产生量少,且由于处理 过程不需要氧,所以不受传氧能力的限制,因而具有较高的有机物负荷潜力,能 降解一些好氧微生物所不能降解的部分有机物。废水厌氧处理过程中常用的 方法 有以下几类。 ?厌氧接触法。 年等【】成功开发了厌氧接触法,标志着现代废 水厌氧生物处理工艺的诞生。此工艺仿照好氧活性污泥法,在厌氧消化池外加沉 淀池,使沉淀的污泥回流到消化池,使消化池内废水停留时间和污泥停留时间分 离,也可在消化池内维持较高的污泥浓度。厌氧接触工艺与传统消化池相比,负 荷明显提高,减少了水力停留时间,使消化池的容积大大减小,其有机负荷率大 大提高,可有效的用于各种废水的处理。 年国外开始在 ?厌氧滤器。 年由和【首先提出, 生产中应用。我国于世纪年代末期开始引进并进行改进,沼气产率可达 ..~.,甲烷含量达%。厌氧滤器的出现是高负荷厌氧反应器的重大突破。绪论 ?上流式厌氧污泥床。年由荷兰著名学者.等【提出, 年在国外投入使用。年北京市环境保护研究所与国内其他单位合作研究, 并对相关技术指标进行了改进,其对有机污水的去除率可达%以上。 ?污泥床滤器。是和的结合,具有水力停留时间短、产气率高、 对去除率高等优点。与的发明推动了以提高污泥浓度和改善泥水混 合效果为基础的高负荷厌氧反应器的发展,,并逐步应用于禽畜污水处理中。 ?两相厌氧消化。年由【提出,把沼气发酵过程分为酸化和甲烷化 两个阶段,并分别在两个反应器内进行。其特点在于反应器内可形成大量具有极 好沉降性能和生物活性的颗粒污泥,可提高反应器负荷和产气率‘‘ 。刘海庆等四 进行了两相厌氧消化处理牛粪的试验研究,探索了不同酸化温度?、?、 ?下牛粪对两相厌氧发酵产气特性和产酸相的影响,试验表明在不同酸 化温度的两相厌氧发酵中,酸化温度为?的处理效果较好。 ?升流式污泥床反应器。具有效率高、工艺简单等优点,目前己用于猪、 鸡粪废水的处理,去除率达%以上。 近年来,厌氧消化技术已被广泛应用于养殖场废物的处理。邓良伟碍等采用 内循环厌氧反应器处理猪场废水,去除率为.%,悬浮固体去除率为.%, 沼气产气率达.~/。吴衍莉【、罗勇‘、刘德江【】等应用厌氧产甲烷反应器 去除畜禽粪水有机质,并取得良好的去除效果,但是上述厌氧工艺对氮均没有去 除效果。 ..好氧处理技术 好氧处理技术是利用好氧微生物处理养殖废水,主要有:天然好氧处理和人工 好氧处理两大类。天然好氧处理技术投资费用低,但其占地面积大及处理效果易 受季节的影响,故适合于养殖规模小且附有废弃沟塘可供利用的养殖场。人工好 氧生物处理指采取人工强化供氧提高好氧微生物活力的废水处理方法,该方法主 要有以下几种。 ?活性污泥法,世纪年代日本应用好氧间歇曝气技术对猪场粪水进行了 有效治理,畜禽养殖业产生的污水多为现场应用活性污泥法进行净化处理,并达 标排入河流。澳大利亚在传统鼓风曝气装置上开发出简单实用的多种浅层射流曝 气装置。 ?生物滤池,接触氧化技术早己被用来处理各种不同浓度的有机废水,其本 质是应用填料上富集的微生物对有机物进行氧化分解,从而实现污水的净化。英 国近年多采用生物滤池技术对猪粪浆进行处理,并开发出结构和性能较好的新型 填料,其对的去除率可达%以上。 ?序批式活性污泥法,是基于传统?系统改进发展起来的一种重庆大学博士学位论文 间歇式活性污泥法,它将污水处理构筑物从空问系列转化为时问系列,在同一构 筑物内经历迸水、反应、沉淀、排水、闲置等过程,但是单独使用工艺的较 少, 多是应用与其他方式结合处理。近年来引起许多学者的高度重视,现已被广泛 用于城市污水、食品加工废水等的处理。 赵岩【用技术处理高浓度养猪废水,其。,去除率为.%,。去 除率为.%,但是工艺未考虑氮的去除效果。 王磊等 应用处理猪场废水,通过控制、泥龄和外加碱度的方式进行 硝化反硝化,实现有机质和氮的去除,此方法缺陷是好氧去除有机质,动能消耗 大一且应用全程硝化动力消耗较大,此外硝化过程需要额外投加碱度,投资费用 较大。 邓良伟?进行了水解一好氧工艺处理猪场废水的研究,结果显示水解去除了大 部分,但对氨氮去除效果不好,猪场废水中高氨氮常导致生化处理过程中碳 源不足,额外添加碳源会增加投资费用。 杨朝晖等工应用水解酸化一好氧工艺处理猪场废水,首先将厌氧消化处理控 制在水解、酸化阶段,使出水/较高,保证后续的生化效果,最终经混凝处 理,去除率达以上%,氨氮为%以上,但水解酸化反应器内的容积负 荷较低,且应用好氧消化去除有机质和全程硝化处理氨氮,其动力消耗较大。 等【 应用化学预处理与好氧技术联合处理猪场废水有机质和 氮,通过氨结晶的方式及后续好氧反应中曝停时间的调节可实现氨氮的去除,其 去除率为%,但是化学预处理高浓度有机质猪场废水过程易产生较大的二次污 染,同时额外添加的化学试剂对污泥中菌群活性产生一定的抑制作用,影响后续 好氧除碳脱氮效果。 ..厌氧一好氧联合处理技术 一般而言单凭厌氧工艺、好氧工艺均不能实现对含高浓度有机质和氮的养殖 粪污的高效去除,必须进行深度处理或后续处置,因此需要将好氧与厌氧工艺联 合运行,国内部分养殖场己开始注意到这两种工艺结合的优越性。 杭州西子养殖场【采用了厌氧好氧工艺结合处理粪水,处理前。,和; 分别为‖和/,处理后出水。,约为‖,为‖, 有机质浓度基本达到废水排放标准,但是其废水处理过程中主要只针对有机质的 去除效果,几乎未考虑氮的去除,但是畜禽粪水中氮的直接排放对环境造成污染 不容忽视。 深圳农牧实业公司污水【经过:污水固液分离调节池上流式厌氧消化 植物塘一鱼塘排放等系列工艺流程,处理后的废水、、的去除率 达%以上,出水、能达到深圳市废水排放标准,但是工艺对粪污处理绪论 过程中仍然未考虑氮的去除效果。 李金秀【应用传统?工艺分别实现牛场粪水有机质和氮的去除,此 工艺缺陷是全程硝化反硝化脱氮过程中氧动力消耗较大且反硝化过程需要外加碳 源,增加投资费用。 邓良伟提出畜禽养殖场废水厌氧消化和好氧后处理相结合的方法,向厌氧 出水添加原废水改善厌氧出水可生化性与碳氮比,可以节省外加碳源费用,但粪 水实际处理过程中氨氮浓度波动较大,因此很难控制外加原水的量,过多会使出 水较高,且增加动力消耗,过少会影响氮的去除效果。 张学洪掣研究了两相厌氧/好氧工艺处理屠宰废水的工程应用,其处理废水 有机质和氮浓度低,且主要应用好氧消化化和全程硝化反硝化实现有机质和氮的 去除,示范工程工艺流程较多、动能消耗较大。 周富强等【采用厌氧一好氧联工艺处理猪场废水,针对好氧反硝化过程碳源不 足的问题提出通过对厌氧消化时问的控制,实现有机质和氮的有效去除,但是对 于实际粪水存在有机质、氨氮和总氮浓度波动范围较大且粪水成分变化较大等问 题,其水解酸化速率变化较大,因此该技术对于处理实际粪水具有一定的局限性。 康爱彬等【进行了三级串联系统处理养殖废水的研究,对有机质和氨氮有较 好的去除效果,但是此工艺适合处理低浓度有机质和氨氮废水,处理的有机质和 氨氮浓度分别为/和/,且不适合高氨氮、高有机质浓度、高悬浮物 畜禽粪水的处理,易堵塞,且后处理成本较高。 成文【纠应用接触氧化水解一两段接触氧化一混凝工艺处理猪场废水,在进水浓度 一定的条件下,通过对各反应器反应时间的控制可以实现有机质和氮的去除,但 是对于实际粪水有机质和氮浓度变化大,较难合理控制好氧反硝化过程碳源和硝 氮比例,且反应过程应用全程硝化,动力消耗较大。 于金莲 应用混凝一脱氨.好氧生化处理养猪污水,试验过程中将化学反应和生 化反应结合去除废水有机质和氮,工艺缺陷是初期应用化学法处理含高浓度有机 质和氮的废水,实验成本费用高,同时产生的二次污染严重,不利于保护环境。 范建伟等 采用活性污泥膜分离技术处理畜禽污水,用膜代替传统二沉池, 出水浓度分别为:。,/,/,‖,一/, 对有机质和氮具有较好的去除效果,但是膜技术费用高、易堵塞、不适合处理高 悬浮物的畜禽粪水、且膜后处理过程复杂,不利于低利润养殖业废水的推广应用。 ‖驯等应用三段式厌氧处理系统对猪粪进行处理,在为 .?~?~、为.、进水为./时,工艺去除率为.%, 工艺缺陷是未考虑氮的去除效果。重庆大学博士学位论文 .废水脱氮除碳新技术 随着畜禽养殖业的发展,畜禽粪水排放量增多,畜禽粪水对环境的污染日趋 严重。为了有效实现畜禽粪水碳、氮的同步去除,分别提出应用产甲烷一短程硝 化反硝化一厌氧氨氧化耦合工艺和同时产甲烷反硝化一短程硝化反硝化耦合工艺 处理畜禽粪水。以下分别对两组耦合工艺中涉及到的厌氧氨氧化自养脱氮新技术、 同时产甲烷反硝化新技术、短程硝化反硝化新技术的研究现状及影响机制进行分 析评述。 ..厌氧氨氧化自养脱氮技术 ?自养脱氮技术原理 自养脱氮指不需要有机碳源参与的条件下即可实现氮去除的过程,目前白养 脱氮技术主要为厌氧氨氧化技术,厌氧氨氧化是在厌氧条件下,利用微生物 的生 化作用,以一为电予供体,以一一或一一为电子受体,将一、 一一或一转变为,最终实现氮的去除,反应式见?。此过程 的氧化不需要参与,一或一的还原无需有机碳源参与,因此厌氧氨氧化技 术是目前认为最经济的生物脱氮,与传统硝化反硝化技术相比具有耗氧量 低、运 行费用少及无需外加碳源的优点。 ? 一 / 一? 应用流化床反应器对厌氧氨氧化反应进行研究, 九十年代末, 无机废水进水一和一一浓度从/逐渐上升到/,氨氮最 高负荷达..~.~,同时提出了厌氧氨氧化反应的代谢途径。 年,奥地利化学家根据化学反应热力学推算得出,以一一或 ,。一为氧化剂的氨氧化反应释放的自由能与以氧为氧化剂的氨氧化反应释 放的 自由能相当,由此推测自然界存在以一一或。一为氧化剂的氨氧化反应,由 于当时这种细菌还未被微生物学工作者发现,因此,认为其隐藏于自然界自 养型细菌中;然而,在发表预言十几年后,并无人找到此类型的微生物;直 到世纪年代,等利用流化床反应器研究生物反硝化时,发现反应器 内除了反硝化作用所致的各反应器氮的正常消失外,氨氮和硝酸盐氮也能同时消 失,并伴有氮气产生。在随后的序批式试验中也证实了厌氧条件下一确实可 以直接作为电子供体而进行反硝化脱氮,后来此过程即被定义为厌氧氨氧化反应, 英文简写为。 年, 等旧分别采用流化床和固定床反应器进行了厌氧氨氧化 反应的研究,指出固定床反应器和流化床反应器的环境结构较适合厌氧氨氧化菌 的生长。 同年等四对工艺在流化床反应器及序批式反应器去除污泥绪论 消化上清液氨氮的可行性进行研究,结果发现两个反应器的氮去除率分别达 .?~?一矛口. ?~?~。 郑平等】对厌氧氨氧化过程的基质特性、电子受体及流化床反应器厌氧氨 氧化性能进行了研究,并对厌氧氨氧化反应器污泥、常规硝化反应器污泥和氨氧 化菌纯培物的硝化性能进行了比较,发现厌氧氨氧化菌与好氧氨氧化菌关系密切, 两者具有共性,在对厌氧氨氧化菌混培物厌氧代谢性能的研究过程中,郑平提出 两种厌氧氨氧化途径,反应式如式.和.,另外,郑平等【】对厌氧氨氧 化菌混培物的动力学特性进行了研究。 。一 . ??? . ?自养脱氮机理分析 目前,厌氧氨氧化过程中间产物的转化还不是非常明确,据报道厌氧氨氧化 的中间产物有、、、和等阻 。在试验中发现 作为底物时比更具有活性,能比还原更多种类的细胞色素,其 吸收峰在【】。抽 等采用同位素对厌氧氨氧化反应机理进行研 究,结果表明氨被微生物氧化过程中,羟胺最有可能作为电子受体,而羟胺本 身 又是由亚硝氮分解而来,并提出了厌氧氨氧化反应的可能途径。在。和, 都过量的批量试验中,有短暂的积累现象。假设转化为氮气的过程是 为了给一还原为的过程提供等量电子,用”做标签实验得出两种可能 的机理,?一个由膜包围的酶复合体将氨和转化为,出则在外周 胞质内氧化为氮气,产生的电子通过内部电子转移,在包含酶复合体的细胞 质中 将一还原为;?氨和在细胞质内被一由膜包围的酶复合体转化 为,在外周胞质内转化为氮气,产生的电子通过电子传输链传递给细胞 质内的亚硝酸盐还原酶将‘还原为,厌氧氨氧化代谢途径见图.。 。??‘ 图.厌氧氨氧化代谢途径 .. 重庆大学博士学位论文 ?自养脱氮工艺技术 有效歼发利用厌氧氨氧化过程的工艺主要有和两种。 工艺由比利时微生物生态实验室开发【川,该工艺由两个过程组成, 首先在限制氧浓度的条件下,将废水中的氧化为一,第二过程是厌氧条件 下,第一过程生成的。与剩余的部分发生反应。该工艺的关 键也是控制溶解氧,使硝化过程仅进行到一阶段并控制一一/一值为 .土.:,由于缺乏电子受体,由氧化产生的一与未反应的形成 。等吲也有类似发现,于一个系统内,由自养菌完成转化至的 全部转化过程,由此提出单级白养脱氮工艺,并引起了学界的广泛关注,单级 自 养脱氮被国内外众多研究者发现后冠以不同的工艺名称。荷兰技术大学在 对工艺和工艺研究的基础上提出了工艺渺, 工艺是生物膜内白养脱氮工艺,该工艺指在单个反应器或生物膜内通过控 制溶解氧的浓度实现短程硝化和厌氧氨氧化,使生物膜内聚集的亚硝化菌和 微生物能同时生长,以满足生物膜内一体化完全自养脱氮工艺的实 现。 杨国红应用反应器构建了组单级白养脱氮系统,于单一反应器实 现自养脱氮,并对比组反应器各自在不同反应条件下自养脱氮效果,同时对 无 碳源存在条件下氮的去处途径进行研究,结果表明.%的氨氮是通过单级自养 脱氮途径去除的。秦宇【】连续对组单级自养脱氮系统内不同条件下的微生 态特 性进行研究。郑平等,应用应用模拟废水完成厌氧氨氧化反应器的启动,并用 于处理低有机质味精废水时,厌氧氨氧化反应器总氮容积去除负荷最高可达 ..~?~,超过传统硝化一反硝化工艺去除效果。反应器内污泥活性高,达. .~?。胡宝兰等【利用上流式厌氧污泥床作为厌氧氨氧化反应器.,对 、。和。一有良好的去除效果。张鸿郭【等应用含有少量有机质的垃圾渗 滤液自配水进行厌氧氨氧化反应器的启动,消耗的。一和一值为., ,’一和.去除率在%以上。孟凡能【等应用低有机质污泥脱水液配水 启动厌氧氨氧化反应器,经过的运行总氮去除速率达.蚝.~?~,试验过 程中发现中低浓度的不会抑制厌氧氨氧化反应的顺利进行。等运用污泥 消化液进行中试研究,经过一年多运行,氮的容积负荷去除率为..~?~,氮 】等应用经短程硝化反硝化工艺预处理后的低有 的最大去除率可达.%。王欢【 机质猪场废水,进行厌氧氨氧化处理,。一、一和去除速率分别达到 .%、.%和.%,未发现废水中残留的有机物对厌氧氨氧化有明显的抑制 作用。等应用短程亚硝化一厌氧氨氧化联合工艺处理自配低有机质屠 宰废水,试验中亚硝化工艺的总氮去除率为..~?.,一转化为一一和绪论 。一的比例分别为%和%,经过运行氮去除率达..~.~。 ?【等采用?工艺处理鱼肉加工厂废水, 工艺进水一浓度为~?~,最终系统的氨氮去除率达%。 荷兰技术大学生物技术实验室在实验室小试的基础上通过数学 模型模拟设计出世界上第一个生产性规模的反应器,设计流量为 .~。 ..同时产甲烷反硝化技术 生物处理有机质过程中主要包括好氧技术、厌氧技术,但如果直接应用好氧 技术处理畜禽粪水存在能耗需求大、污泥产量多,后续处理费用昂贵等问题,但 对于畜禽粪水适合应用厌氧处理技术对有机质进行去除,既可节省能耗,减少后 续处理费用,又可回收甲烷能源。因此根据厌氧技术、好氧技术优势特点,提出 应用厌氧一好氧联合技术处理高氮有机粪水,但是如果直接应用传统厌氧一好氧技术 处理畜禽粪水会存在好氧后处理过程碳源不足的问题,针对此问题提出将后续含 硝酸盐氮或亚硝酸盐氮的好氧出水回流进入前端的厌氧反应池进行反应,这样既 可以减少后续除氮的压力和反硝化碳源不足的难题,同时回流水进入厌氧反应器 进行反硝化反应,其产生的大量碱度可有效防止反应器发生酸化,基于此考虑, 本课题应用同时产甲烷反硝化新技术处理畜禽粪水有机质和氮素。 ?同时产甲烷反硝化技术原理 上世纪七十年代,世界性能源危机爆发,厌氧生物处理技术以其具有能耗低、 占地面积小及可回收清洁生物能源等优势引起了世界各国研究者的广泛关注。然 而,厌氧恶臭和出水中含有较高浓度氨氮一定程度上阻碍了厌氧技术在实际废水 中的广泛应用。。传统的后处理方法是在厌氧一好氧联合运行条件下实现生物氮 的去除。但是,会增加工艺流程和运行费用,且传统硝化过程需要消耗大量的碱 度和氧,反硝化过程需要大量有机碳源,而产甲烷反应器具有充足的碳源和碱度, 因此从节省投加碳源和碱度费用及减少工艺流程方面考虑,提出将产甲烷反硝化 过程组合到同一反应器内进行四,即将含有。.或一一的好氧工艺出水直接 回流至工艺前端的厌氧产甲烷反应器,于单一反应器同时实现产甲烷与反硝化反 应,实现有机碳与氮的同时去除,既可减少投资费用,又可进一步改善厌氧出水 水质。 反硝化和产甲烷过程是两个相对独立的反应,两个过程是由两类性质差异很 大的微生物分别完成,产甲烷菌需要在严格的厌氧环境下生长,一般认为硝酸盐 氮的存在会抑制产甲烷细菌的活性,推测其主要原因主要有三个‘,,一是反硝 化反应的产能系数比产甲烷反应高,当。一存在时反硝化反应优先于产甲烷反 应,从而导致反硝化菌大量繁殖并逐渐成为系统中的优势菌群,而产甲烷菌活性重庆大学博士学位论文 受到抑制甚至被淘汰;二是、一一的存在使反应体系的氧化还原电位升高,对产 甲烷菌活性产生抑制作用;三是。一一对产甲烷菌可能具有毒性作用。如何避免 或减小硝氮对产甲烷阶段的抑制,使反硝化菌和产甲烷菌能在同一反应器中共存 是该工艺的关键。通过培养厌氧同时反硝化产甲烷颗粒污泥实现产甲烷和反硝化 菌的共存,当厌氧颗粒污泥经过一段时间的驯化后,反硝化菌于颗粒污泥表面区 域生长,颗粒表面生长的反硝化菌可以阻止硝酸盐向颗粒污泥内部渗透,由此可 以消除硝酸盐对产甲烷菌活性的抑制,颗粒污泥内部严格的厌氧区有利于产甲烷 菌的生长,当反硝化作用完成后过剩的有机物即被颗粒内部的产甲烷菌利用转化 为甲烷气体,目前提出的反硝化产甲烷颗粒污泥代谢模型如图.所示圳。 ,十: ?度躺: 麓 ?。甲饶薅 图.产甲烷反硝化颗粒污泥代谢模型 】.】. ?同时产甲烷反硝化影响机制分析 同时反硝化产甲烷工艺具有很强的优越性,在实现厌氧反应器功能扩展的同 时,也为传统硝化一反硝化工艺提供新的思路。但是,单一反应器反硝化产甲烷工 艺也有其自身的不足,如会导致厌氧污泥的沉降性下降从而导致系统的稳定性变 差;。’一和反硝化中间产物对产甲烷菌具有毒性作用;碳源的竞争易导致甲烷 产量减少甚至没有甲烷产生,因此研究两类微生物间的相互关系对同一反应器产 甲烷反硝化硝化技术的实际应用具有重要意义,两者相互作用关系主要包括【弘龇 以下三个方面: 竞争作用,通常认为在硝酸盐和亚硝酸盐存在的条件下,反硝化反应优先于产甲烷反应,认为在硝酸盐降解完全后才会有甲烷气体生成,其主要原因是 底物之间存在相互竞争。研究指出当硝酸盐被添加到厌氧产甲烷反应器后, 由于 能够被硝酸盐还原菌有效利用,当加入硝酸盐后会导致反应器内分压减少, 营养型产甲烷菌由于竞争底物的缺乏而受到抑制。加入、亚硝氮与加入硝酸 盐氮类似,也会抑制:营养型产甲烷茵活性,但加入时,不会导致分压快速 减少,但也会抑制产甲烷菌的活性。 另一方面,由于反硝化与产甲烷化过程均需要充足的有机碳源才能够完成, 当两者在同一反应器内进行时,必定存在对有机碳源的竞争,鉴于多数研究者认 为产甲烷化过程仅能在反硝化过程结束后才能进行,因此剩余碳源是否能够满足 产甲烷菌的生长需要是保证整个系统是否能够稳定运行的重要因素。当系统碳氮 比较高时,更有利于两个反应过程能够在同一个反应系统中存在,但是,也有部 分研究者报道,过高碳源不利于同一反应器内反硝化产甲烷化过程的实现,同时 反应器内产甲烷反硝化过程的进行情况也与系统中有机碳源类型密切相关。 抑制作用,大量实验表明两个相对独立的反应过程在同一条件下发生时, 除相互之间的竞争作用外,还存在相互的抑制作用。等】研究了加入丙酸盐、 醋酸盐、等电子供体到产甲烷反应中,在无硝酸盐存在条件下刺激了产甲烷菌 活性,当有硝酸盐时,产甲烷菌活性受到抑制,试验表明毒性作用比竞争作用 更 有效地抑制产甲烷菌活性,另外一一、。一、和等对各种细菌都有一 定的毒性效果,等俐研究了硝酸盐、亚硝酸盐、和对产甲烷菌活性 的影响, 结果表明其对产甲烷菌抑制作用由强到弱顺序分别为 一一一一,当一一浓度为/时仍然有?%产甲烷活 性,浓度大于.?./就能完全抑制产甲烷菌活性,实验结果显示氮氧化 物对产甲烷菌的抑制是否可逆主要依赖于产甲烷菌的种类和氮氧化物浓度。 协同作用,甲烷化、反硝化功能微生物需要不同的生态环境,将它们耦 合在一个反应器内有一定的难度,但是目前大量的实验结果已经证实同一反应器 可实现反硝化和产甲烷过程,此过程的实现需要重点解决几个关键问题。首先, 应该合理控制反应器内的。一.量,较高的。’一浓度虽然有利于反硝化菌的生 长,但却产生了较高的氧化还原电位和毒性作用,低浓度可以避免高。。。浓度 时产生的抑制作用,但是却容易导致。’一的迅速降低。第二,应选择合适的反 应器使产甲烷茵、反硝化菌可较好的耦合在一起,有利于充分发挥它们之间的协 同作用,在相关研究中颗粒化污泥或生物膜技术被广泛应用。第三,合理控制其 他因素如碱度、温度、氧化还原电位、絮凝剂、接种污泥、上升流速等对产甲烷 菌和反硝化菌的影响。重庆人学博士学位论文 ?同时产甲烷反硝化工艺技术 目前,国内外研究者己将同一反应器产甲烷反硝化工艺用于实际废水的处理 与处置,该工艺特别适合处理高氨氮、高有机质浓度废水,如对畜禽粪水、猪场 废水、淀粉废水、渗滤液、屠宰废水等的资源化处理。产甲烷反应器发生反硝化 反应可有效防止厌氧反应器发生酸化,同时反硝化产生的碱度可被后续硝化反应 有效利用,此外,可通过控制厌氧反应器有机质去除率为后续的反硝化工艺提供 碳源,节约投加碳源费用。因此同时产甲烷反硝化技术工艺流程简单,既可回收 甲烷生物能源,又可以减小了后续工艺的脱氮压力。 等【应用升流式厌氧生物膜反应器串联好氧活性污泥反应器处理早期垃圾 渗滤液,在厌氧反应器温度为。的条件下,对有机物和一一的最大去除速率 分别达 当系统进水负荷从 .?~?和.一一.。~, ..~?。增加至..~?时,反硝化反应所去除的所占比例 逐渐降低,但当进水负荷继续增大时,反硝化去除的比值基本不变,产 甲烷过程去除的量与厌氧反应器总产气量有较好的线性相关性,气体产率为 . ?。,产气中含量为%~%,含量为%~%,含量为 %~%。 张树军等【采用两级串联~工艺处理早期垃圾渗滤液,结果表明两级 去除掉渗滤液中大部分,厌氧出水作为~池的进水后实现了短程硝 化,’一累积率为%~%,的进水。一浓度为~/, 。一最大负荷为。。一.~?~,出水‘一/,厌氧反应器气体产率 为. ?。。该研究表明,当。一和有机物作为底物时也可实现同时反 硝化产甲烷反应。 等【应用反应器对低碳氮比鱼加工废水进行反硝化产甲烷研究, 通过向废水中投加硝酸盐来模拟后置硝化反应器的出水回流,初期添加一定 的硝 酸盐氮,去除率维持在%,但随着硝态氮浓度的增加,产气中含量下降, 反应器内逐渐转为反硝化菌群占优势。 等利用厌氧一好氧两级固定填料生物膜系统处理屠宰废水,将好氧反应 器出水回流到前端厌氧反应器进行反硝化与产甲烷研究,进水负荷从 ..一?增至..~?。过程中,去除率大于%,当负 ?~?时,其去除率分别为%和%, 荷分别为.~?。和. 研究发现脱氮效的率降低主要是由于高浓度游离氨对硝化反应产生了抑制 作用。 等】对含甲醛和尿素的模拟树脂生产废水进行处理,在升流式污泥床反 应器中实现了甲醛的生物降解、尿素的水解和硝酸盐的还原,甲醛去除率、尿素 水解率及硝酸盐还原率分别为.%、.%和.%,结果表明产甲烷反应可有效绪 论 去除反硝化反应剩下的有机质,降低了出水浓度。 【等应用反应器对合成废水进行反硝化产甲烷研究,反应器内 一?,其去除率均 。一和负荷分别达.’一~‘。和. 达%,试验结果表明产甲烷和反硝化可以在同一反应器中发生。 等【利用?联合工艺对低浓度模拟废水进行了除碳脱氮 研究,通过回流反应器出水硝化液于反应器中,实现同一反应器产甲 烷反硝化反应,经过运行,联合工艺和去除率分别达%和~%。 袁志丹等【应用作为同时产甲烷反硝化反应器、作为好氧硝化反 应器的串联工艺处理淀粉废水,将好氧反应器出水硝化液按:~:的回流比回流 到反应器,可在其中实现产甲烷反硝化反应,进水和一.负荷分别为 .~?和.一.~?“,去除率为%,一一去除率达% 随着对厌氧技术的不断成熟和新型反应器的开发,合理利用厌氧反应器内功 能菌群,实现厌氧反应器功能扩展,利用微生物自固定化技术形成优质的颗粒污 泥,在原有单一除碳功能基础上,完成废水中有机碳与氮的同时去除。目前试验 研究结果表明反硝化反应和产甲烷过程可以在同一厌氧反应器内共存,同时具有 脱氮和除碳的功能,并取得较好的碳氮去除效果,为含高氮有机废水的处理开拓 了一条新的途径。 .短程硝化反硝化技术 ?短程硝化反硝化原理 硝化作用主要由两组自养好氧微生物通过两个步骤来完成,首先在亚硝酸菌 作用下,将氨氮一转化为亚硝氮一一,此过程也叫 亚硝化或短程硝化,然后在硝酸茵作用下进一步将亚硝氮转化为硝酸 氮一一的过程。短程硝化的基本原理为将硝化过程控制在亚硝酸盐阶段阻 止一的进一步氧化,自年等发现在硝化过程中一一的积累,并首 次提出了短程硝化。由于短程硝化反硝化可以减少%的能耗、节省%的有机碳 源及缩短.倍反应历程等优势,短程硝化反硝化生物脱氮技术已成为一种新的方 法受到人们重视,国内外学者针对短程硝化反硝化生物脱氮技术在处理污水实际 应用开展了许多研究。 硝化细菌通常由自养菌或异养菌完成【。其中,由自养菌引发的硝化作用, 称为自养型硝化作用;由异养菌引发的硝化作用,称为异养型硝化作用。经过硝 化作用后,氨转化成亚硝酸盐和硝酸盐,迁移性增大,易被植物吸收,也易随 水 土流失。 自养型硝化作用在废水脱氮领域起着重要作用,可分为两个阶段,首先在亚 硝化菌即好氧氨