短程硝化反硝化生物脫氮技術(shù)處理垃圾滲濾液的應(yīng)用

李婧源

摘要：我國一直面臨著大量垃圾填埋和焚燒產(chǎn)生的垃圾滲濾液處理難題。垃圾滲濾液處理技術(shù)研究在我國還處于發(fā)展階段，傳統(tǒng)生物處理垃圾滲濾液很難達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，對新型垃圾滲濾液處理技術(shù)有迫切要求。因此有必要對短程反硝化進(jìn)行技術(shù)研究，去除垃圾滲濾液中的氨氮。

關(guān)鍵詞：垃圾滲濾液；短程反硝化；氨氮去除

為了加強(qiáng)環(huán)境污染保護(hù)工作，垃圾滲濾液作為高氨氮污染廢水目前利用物化脫氮方法和生物脫氮方法都可以對垃圾滲濾液進(jìn)行處理。而生物脫氮方法對其他方法進(jìn)行了優(yōu)化。因此生物脫氮在垃圾滲濾液處理中具有重要地位。同時，全程脫氮處理垃圾滲濾液的過程中存在高耗能、高耗氧、高負(fù)荷等問題，短程反硝化能在一定程度上解決以上問題，因此，本文對短程硝化反硝化進(jìn)行綜合評價，以便在處理垃圾滲濾液時應(yīng)用。

一、生物脫氮原理

生物脫氮主要利用微生物的氨化、硝化和反硝化作用將廢水中的含氮化合物轉(zhuǎn)化為氮?dú)馀懦龅倪^程。

二、氨化作用

污水中含氮有機(jī)化合物經(jīng)過微生物的分解作用，產(chǎn)生氨的過程，稱為氨化反應(yīng)。

三、硝化作用

硝化作用存在三個反應(yīng)：好養(yǎng)氨氧化反應(yīng)、厭氧氨氧化反應(yīng)、亞硝酸鹽氧化反應(yīng)。好氧氨氧化是在好氧條件下氨氧化菌（亞硝化菌）以 為電子供體， 作為最終電子受體形成 的過程。厭氧氨氧化是在厭氧條件下厭氧氨氧化菌以 為電子供體、以 或 為最終電子受體形成 的過程。亞硝酸鹽氧化是指亞硝酸鹽在亞硝酸鹽氧化菌（硝酸菌）的作用下生成硝酸鹽的過程。亞硝酸鹽氧化菌為自養(yǎng)型好氧革蘭氏陰性菌，一般為棒狀或球狀。好氧氨氧化菌亞硝酸鹽氧化菌合稱為硝化菌，他們都是專性好氧、化能自養(yǎng)型細(xì)菌，能夠利用無機(jī)碳源合成有機(jī)細(xì)胞物質(zhì)。

四、反硝化作用

反硝化作用是在缺氧條件下反硝化細(xì)菌以 或 為最終電子受體，利用低分子的有機(jī)物作電子供體將 或 還原為 的過程。

五、短程硝化反硝化生物脫氮工藝最佳使用條件探究

短程硝化反硝化的控制研究主要從兩個角度進(jìn)行研究。第一：從氨氧化菌及亞硝酸氧化菌微生物動力學(xué)特征，篩選出高效的氨氧化菌；第二：研究生物脫氮工程中運(yùn)行條件控制對氨氧化菌及亞硝酸鹽的影響，使消化系統(tǒng)中氨氧化菌成為優(yōu)勢菌種。

六、溫度

氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌最適生長溫度不同，當(dāng)溫度發(fā)生變化時兩種菌群的增長速率變化也不一樣，溫度較高時，氨氧化菌生長速度要高于硝酸鹽氧化菌硝化菌，根據(jù)這種微生物動力學(xué)特征可以對短程硝化進(jìn)行控制。

硝化系統(tǒng)中值的變化主要從兩個方面對硝化反應(yīng)產(chǎn)生影響第一是氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌的最適生長值不同；其次硝反應(yīng)器中的變化會影響系統(tǒng)游離氨的濃度從而影響氨氧化菌及亞硝酸鹽氧化菌的增殖。

七、底物

當(dāng)濃度介于兩者之間時不會對氨氧化菌產(chǎn)生影響，但亞硝酸鹽氮氧化菌會受到一定抑制，就會發(fā)生亞硝酸的積累。由于亞硝酸鹽氮氧化菌的抑制作用有一定的適應(yīng)性，僅濃度控制不能長期穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)短程硝化反硝化，氨氧化菌氧化產(chǎn)物亞硝酸鹽氮的積累會使系統(tǒng)濃度升高，能夠?qū)喯跛猁}氮氧化菌產(chǎn)生一定的抑制作用。

氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌對氧的親和力不同，溶解氧的變化對氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌的影響不同。當(dāng)系統(tǒng)濃度降低時，氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌的生長都會受到抑制，但氨氧化菌受到的抑制要小于亞硝酸鹽氧化菌，氨氧化菌成為優(yōu)勢菌種，亞硝酸鹽氮實(shí)現(xiàn)積累。研究生物膜反應(yīng)器進(jìn)行污水處理時發(fā)現(xiàn)溶解氧濃度小于0.5mg/L時實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽氮的積累，積累率達(dá)到90%以上，從而證明控制DO濃度可實(shí)現(xiàn)短程硝化。溶解氧濃度較低時，既能實(shí)現(xiàn)短程硝化，又有利于進(jìn)行短程反硝化。

八、污泥齡

由于氨氧化菌的世代周期比亞硝酸鹽氧化菌短，可以通過縮短污泥齡，是指介于兩者之間，系統(tǒng)中亞硝酸鹽氧化菌就會逐漸被淘汰。通過控制污泥齡進(jìn)行短程硝化反硝化的關(guān)鍵是氨氧化菌的世代周期小于亞硝酸鹽氧化菌。通過控制系統(tǒng)污泥停留時間處于氨氧化菌和亞硝酸鹽的最小停留時間之內(nèi)，使亞硝酸鹽氧化菌逐漸排除系統(tǒng)，讓氨氧化菌成為優(yōu)勢菌種，積累亞硝酸鹽氮。

九、有機(jī)物濃度

有機(jī)物在各種污水中廣泛存在，給短程硝化反硝化帶來了很多不確定性。碳氧化過程中DO、pH、ORP和產(chǎn)物二氧化碳等參數(shù)的變化都給硝化細(xì)菌的活性和硝化過程帶來了很大的影響。當(dāng)系統(tǒng)有機(jī)物濃度較高時，會產(chǎn)生大量的好氧型異養(yǎng)菌，從而消耗大量的溶解氧并對硝化細(xì)菌產(chǎn)生影響。在溶解氧濃度較低，有機(jī)物濃度較高時，好氧型異養(yǎng)菌對氧的親和力明顯高于硝化菌，使硝化反應(yīng)受到抑制。只有在系統(tǒng)溫度和pH合適，溶解氧濃度充足時有機(jī)物濃度才不會對消化過程產(chǎn)生影響。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：浙江農(nóng)林大學(xué)）