城市污水处理厂反硝化脱氮工艺改进措施
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第2卷　第34期城市污水处理厂反硝化脱氮工艺改进措施
江　伟
（厦门市政工程有限公司，福建　厦门　361000）茅台飞天真假对比鉴别
摘要：文章对废水中氮的来源进行了分析，探讨传统污水处理厂反硝化脱氮处理中遇到的问题，并针对这一问题重点对同步硝化反硝化脱氮工艺进行探讨，希望能为我国城市污水处理厂反硝化脱氮工艺改进工作起到积极的促进作用。
关键词：污水处理厂；反硝化脱氮；工艺；改进
中图分类号：X703　文献标识码：A  文章编号：2096-6164（2020）34-0037-02
1　废水中氮的来源
氮元素在自然状态下主要以NH 3、N 2、N 2O、NO、NO 2、NO 3-等价态存在，借助生物作用氮元素在不同价态间进行转化，形成氮元素循环。在上述循环中，氮元素借助生物固氮、污水、废水、沉降等作用进入地表水，最终造成水体污染。因此，废水中的氮元素主要来源于以下几个方面：
（1）工业废水。工业废水的水质成分非常复杂，如屠宰场、炼焦厂等这些企业所排放的废水中氮含量都非常高。如果这些废水没有在企业内部经过处理就直接排放，则会对水环境造成非常恶劣的影响；（2）生活污水。城市生活污水主要有厕所冲水、洗衣水、沐浴水等，这些污水中也含有非常丰富的氮元素。在生活污水中，氮素的主要存在形式为有机氮和NH 4+-N ；（3）垃圾渗滤液、污水厂出水等。垃圾渗滤液中有机物和NH 4+-N 的含量也很高。另外，一些建设年限较长的污水处理厂所使用的二级处理工艺中，出水中也存在一定的氮；（4）大气沉降与农业生产地表径流。工业废气、汽车尾气、烟尘等也含有非常高浓度的氮素，这些氮素排放到空气中造成空气污染，还有一部分通过降水、沉降等方式进入水体，造成水环境污染。农业生产中，农药、化肥等也含有较高的氮素。氮肥进入农田之后，只有一部分被利用，还有一部分进入到地表水体中，造成水环境氮污染。
2　传统生物脱氮技术
2.1　传统生物脱氮原理二零二一年国庆节拼假攻略
20世纪初期，硝化反应为人们所认知，并初步形成了反硝化理论，为生物脱单氮理论的发展奠定了基础。通常情况下，污水中的氮以无机和有机两种状
态存在。其中，有机氮经过细菌的作用而氧化分解为NH 4+-N，我们通常将这一过程称之为氨化反应；而氨
氧化细菌会将溶解于水中的氨氮转化为NO 2--N，然后在亚硝酸氧化菌的作用下，进一步分解转化为NO 3--N，这一过程我们将其称之为硝化反应过程；反硝化细菌将这里所生成的NO 3--N 通过反硝化还原为N 2，这一过程就是生物脱氮的过程。污水的生物处理过程中，氨化作用的实现非常简单，因此硝化过程和反硝化过程共同构成了生物脱氮的主要内容。下面，将对这一过程加以更为详细的解读。
（1）氨化作用。这里我们所重点介绍的安化反应，主要是指氨化细菌作用下，将以蛋白质为主要内容的有机氮化合物转化为铵态氮的过程。
（2）硝化作用。文章中所重点介绍的硝化作用，主要是指在细菌的作用下，氨氮氧化为硝态氮离或者亚硝态氮的过程。亚硝酸细菌在好氧情况下，NH 4+-N 在亚硝酸细菌的作用下转化为NO 2--N，这一过程的化学式可以简化写作：
NH 4++1.5O 2→NO 2-+2H ++H 2O，ΔG=-260.2KJ/mol （NH 4+）
然后硝酸细菌继续将其产物进行氧化，生成NO 2--N，这一过程可以表示为：
NO 2-+0.5O 2→NO 3-，ΔG=-78.5KJ/mol（NO 2-）这里的硝化菌实际上包括了上文所介绍的硝酸菌和亚硝酸菌两种，其具体反应过程可以简化表示为：
N H 4++1.835O 2+1.98H C O 3-→0.98N O 3-+0.021C 5H 7NO 2+1.88H 2CO 3+1.04H 2
根据以上表达式，1gNH 4+-N 被氧化为NO 3--N 的过程中，将会消耗4.57 g 氧气以及7.14 g 碱度。
（3）反硝化。所谓的反硝化反映，实际上就是上文中所介绍的亚硝酸氮以及硝酸氮，受到反硝化菌落
作者简介：江伟（1986- ），男，安徽安庆人，本科，助理工程师，主要从事城市污水处理方面研究。
产业科技创新　2020，2（34）：37~38Industrial Technology Innovation
产业科技创新　Industrial Technology Innovation
38Vol.2　No.34的作用，重新还原为气态氮的过程。
相对来说，反硝化细菌通常情况下多为兼性的，
氧供应不足的情况下，以有机物作为能量供应来源，
硝酸盐在这一过程中承担了电子受体的作用，具体的
反应过程可以简化描述为：
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3-+5H→1/2N
3
+2H
2
O+OH-
NO
3-+3H→1/2N
3
+H
2
O+OH-
以此为基础，在由NO
2--N在重新转化为N
2
的过程
中，每g将会消耗有机物1.71 g，而在NOtpm管理
3
--N转化为
N
2
的过程中，每g将会消耗有机物2.86 g。而在这一过程中，会消耗3.57 g碱度。
2.2　传统的生物脱氮工艺
硝化工艺以及反硝化工艺，是当前阶段传统生物脱氮过程中最为常见的工艺形式。根据其具体原理，硝化反应过程独立于反硝化反应过程，两者对于生物的脱氮处理，是在不同空间中实现的。
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相对于其他方法来说，生物脱氮工艺在实际的应用过程中不仅成本较低、脱氮效果良好，而且不存在二次污染的问题。当前阶段应用较为广泛的生物脱氮技术主要有氧化沟法、A/O法、UCT法以及SBR法、SMBR法等。
2.3　传统生物脱氮的缺陷
在实际的应用过程中，传统的生物脱氮工艺固然有着种种优势，但是也同样在客观上存在着诸多不足之处：
（1）硝化细菌的生长需要较长的时间，因此反应器内生物浓度的维系较为困难，这必然导致容积率的下降，并且由此而产生的大规模基建投资也是不能忽视的问题；（2）硝化反应和反硝化反应分别产生酸、碱，必须进行中和处理，由此带来的二次污染始终是高氨氮废水脱氮过程中难以有效解决的问题；（3）硝化过程中始终需要电子供体，添加有机碳源才能够发挥其作用，因此整体成本偏高。
3　污水处理厂反硝化脱氮工艺改进
在进行生物脱氮处理过程中，其主要条件为：通过自养型好氧硝化菌对氨氮进行硝化处理，然后将混合液重新回流到缺氧区中，在提供必要的碳源之后，反硝化菌落将亚硝酸盐或者硝酸盐重新还原成为氮气，自行排出。
在进行生物除磷处理过程中，其主要条件为：聚磷菌生物选择器，分别在好氧状态下和厌氧状态下运行，在厌氧反应区如果存在可快速降解的有机物，则聚磷菌将会快速对其进行分解，产生能量，在存储有机物的同时，释放出磷酸盐来；而在后续区域，则利用所存储的有机物实现聚磷菌的代写，进而在细胞内部转化为聚磷；在排除剩余污泥之后，即可通过后续
处理在流程中去除掉磷。
虽然目前各种生物脱氮除磷工艺在实际实施上有着较大的差异，但是基本原理上并没有本质上的差异。现阶段，最为经典的技术包括A/O、A2/O、Bardenpho 以及UCT等。此外，VIP（Virginia Initiative Plant）也同样是一种较为常见的工艺，虽然和UCT较为类似，但是整体运行负荷更高，并且池型上的差异也较为显著。
（1）对混合液循环的调整，实现回流液体硝酸盐含量的有效控制，这也同样是缺氧区控制硝酸盐含
怎么设置无线路由器密码量的主要途径，合理控制下将会有效地控制硝酸盐负荷，为有机物的吸收和存储创造更为良好的环境。（2）一般情况下，认为好氧区的DO浓度在1 mg·L-1到2.5 mg·L-1范围内的效果最为理想。而文章中所重点研究的李村河污水处理厂采用了鼓风机自动控制系统，自动根据溶解氧探测仪所提供的数据对鼓风机排风量进行调整，DO浓度始终被控制在理想的区间内，去污效果较为理想。（3）初步沉淀之后的污水，部分送入厌氧区成为聚磷菌生存所需要的基质；而另一部分则送入缺氧区，为反硝化反应提供支持。（4）根据生化反应不同阶段耗氧量情况，对供氧量加以科学分配。按照反应区水流方向，供氧量分别为38%、26%、26%和10%。这种布设方式不仅能够为整体能耗水平的有效控制提供必要的支持，同时对于出水的DO浓度的控制也同样有着重要的积极意义。（5）在二沉淀池中尚未引入好氧混合液之前，剩余的污泥直接进入浓缩池进行处理，这对于后续处理单元中，厌氧菌释磷的可能是有着重要的积极作用的。（6）为了保证生产过程中能够及时地对工艺进行调整和优化，设计中采用了渠道、闸门的方式对回流点、回流路线、进水点等进行控制和企鹅款，从而为不同工艺的综合运行或者切换运行提供支持。（7）好氧区1#廊道DO>4 mg·L-1，从而为整体硝化处理强度的提升提供支持，并且这对于整体除磷脱氮效果的加强也有一定的促进作用。
4　结语
氮、磷是组成生物体的基本元素，是微生物生长必需的营养物质。但当水体中氮、磷含量过多时，则会破坏水环境原有的生态平衡，造成水体污染。其中最为明显的就是水体富营养化。因此污水处理厂
要重视出水氮含量的控制。
参考文献：
[1]　李翔，廖焰焰，夏婷婷，等. 高效脱氮好氧反硝化菌的筛
选及其污水处理工艺优化[J]. 江西师范大学学报（自然
科学版），2019，43（3）：253-259.

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