强化脱氮工艺在污水处理中的研究与应用进展

刘 芸

（山西潞安煤基清洁能源有限责任公司，山西 长治 046200）

引言

进入到水体环境体系内部的氮元素物质数量的持续增加，是引致水体环境发生富营养化问题的主要原因。最近若干年间，尽管我国持续开展针对污水处理技术的改良工作环节，但是受复杂多样的主客观因素影响作用，污水处理后具体排放的尾水，依然能够对开放水体环境系统施加污染破坏作用，因此，迫切需要择取和运用适当策略展开解决处置环节[1]。

1 短程硝化反硝化工艺

所谓短程硝化反硝化技术工艺（SCND），本质上就是在好氧技术阶段针对沿技术流程涉及的溶解氧物质（DO）展开优化处理过程，控制维持硝化反应技术过程中获取的产物，能够持续维持在亚硝酸盐物质形态阶段，继而能够进入到溶解氧物质含量水平较低的技术环境之中开展反硝化脱氮技术处理环节，其实际经历的化学反应过程，从氮元素物质形态角度可以具体表示成：NH4+-N→NO2--N→N2。与全程硝化反硝化技术工艺相对比，短程硝化反硝化技术工艺中包含的硝化反应技术阶段，有效剔除了NO2--N 物质形态向NO3--N 物质形态所发生的转化技术过程，客观上能够节约约占总数25.00%左右的深度硝化技术处理过程需氧量，同时，在反硝化技术阶段，则能剔除NO3--N 物质形态向NO2--N 物质形态所发生的转化技术过程，且客观上能够节约约占总数40.00%左右的反硝化技术处理过程碳源物质。在充分关注和考虑到硝化反应技术路径与反硝化反应技术路径的缩短过程条件下，因化学反应技术过程实施速率的显著提升，说明短程硝化反硝化技术工艺的运用过程，能够显著缩减污水处理技术系统的总体占地面积。

短程硝化反硝化技术工艺流程在具体运用过程中能否实现成功启动状态，其关键性要点，在于针对各项过程运行技术参数展开优化处理环节，继而实现充分富集氨氧化细菌微生物（AOB）的技术目的，以及全面抑制亚硝态氮氧化细菌微生物（NOB）的技术目的，促使氨氧化细菌微生物能够在完整化反应技术阶段推进过程中，成为占据优势数量地位的细菌微生物种类，逐步性地将亚硝态氮氧化细菌微生物淘洗到技术系统外部，继而追求实现大量积累蓄积NO2--N 物质形态的技术控制目的[2]。

能够针对短程硝化反硝化技术工艺施加影响作用的主要因素，涉及DO、pH 值及温度等因素。DO 参数项目能够针对短程硝化反硝化技术工艺的正常化启动过程，以及短程硝化反硝化技术工艺维持安全稳定运行状态发挥显著影响作用，在DO 参数项目所处水平过高，或者是过低条件下，通常会给NO2--N 物质形态的具体积累过程发挥抑制性作用。我国学者胡君杰等控制DO 参数项目在0.70 mg/L～0.90 mg/L，成功启动短程硝化反硝化技术工艺的运作过程，继而支持NO2--N 物质形态的平均积累率能够达到95.60%；在DO 参数项目数值＜0.70 mg/L或者是＞0.90 mg/L 条件下，氨氧化细菌微生物的生长过程通常会遭受到一定程度的抑制作用，且其直接表现形式，在于NO2--N物质形态的积累率参数水平发生显著下降。与之相类似的是，我国学者龙北生等借由通过控制硝化反应技术阶段的DO 参数项目分布在0.70 mg/L～1.00 mg/L，其成功地将NO2--N 物质形态的积累率稳定化地控制在98.00%以上，且能控制维持短程硝化反硝化技术工艺运行过程的充分稳定性。综合上述分析可知，想要控制维持短程硝化反硝化技术工艺运行过程的充分稳定性，应当将DO 参数项目的测定数值严格控制在0.50 mg/L～1.00 mg/L。

基于现有的研究成果可知，在pH 值介于7.40～8.30 条件下，氨氧化细菌微生物的活性通常会处在最强状态，且其增殖速度也处在最快状态，而亚硝态氮氧化细菌微生物在pH≈7.00 条件下具备最高活性。要通过对技术系统内部pH 值水平的调节干预，充分调动激发氨氧化细菌微生物的生物学活性，在促使其成长变成优势细菌微生物条件下，实现对NO2--N 物质形态积累的技术目的。遵照学者Zhang Chaosheng等在研究工作开展过程中获取的相关结果，在pH 值从8.00±0.10 降低到7.50±0.20 条件下，氨氧化过程的实施速率，以及NO2--N 物质形态的积累速率均会呈现出降低变化，而在pH 值降低到6.50 条件下，氨氧化细菌微生物，以及亚硝态氮氧化细菌微生物的生物学活性都会遭受到显著抑制。而想要控制维持短程硝化反硝化技术工艺运行过程的充分稳定性，应当将pH 设置在7.80～8.30。

2 厌氧氨氧化工艺

厌氧氨氧化技术工艺（ANAMMOX），最早经由来自荷兰Delft 工业大学的学者A.Mulder 等在1995 年经由实验研究方法完成验证工作环节。在此之后，学者M.Strous 等针对厌氧氨氧化菌（AnAOB）细菌微生物的基本性生理学特性，以及分子结构特征展开了系统性的研究环节。

在上述研究成果基础上，有数量众多的学者开展了深入研究工作，且在2002 年建设形成了全世界范围内第一座ANAMMOX 工程技术系统。目前，全世界范围内已经建设形成和投入运行使用过程的ANAMMOX 工程技术系统总数量已经超过200 套。

ANAMMOX 技术工艺形态在具体运作过程中发挥的脱氮技术原理，主要是AnAOB 物质在缺氧技术环境下，或者是厌氧技术环境下，以CO2物质或者是H2CO3物质作为碳源，以NH4+-N 物质形态作为电子供体，以NO2--N 物质形态作为电子受体，具体生成NO3--N 物质形态与N2。

与传统的脱氮技术工艺对比，厌氧氨氧化技术工艺实现了对曝气技术环节的缩减和规避，且在具体运用过程中不需要另外添加运用碳源物质，且能显著缩减污泥的生成数量，获取到广泛且充足的实际应用普及场景。能够影响改变ANAMMOX 工程技术系统启动环节成功与否，以及技术运行过程稳定性的因素，具体有物质浓度水平、DO 技术参数水平，以及机碳源因素等。

AnAOB 物质的代谢基质物质主要涉及NH4+-N物质形态与NO2--N 物质形态。当NH4+-N 物质形态与NO2--N 物质形态的浓度参数项目处在较低水平条件下，可借由适当提高其总体浓度的技术处理方式促进ANAMMOX 反应技术进程，从而实现深度脱氮技术目标；但NH4+-N 物质形态与NO2--N 物质形态所处浓度水平过高条件下，尤其是高浓度的NO2--N 物质形态能够针对AnAOB 物质发挥毒性作用，从而对ANAMMOX 技术工艺的具体执行过程发挥程度显著的抑制性作用。

3 结语

综合梳理现有研究成果可以知道，富营养化问题是最为典型的水体生态环境污染问题，借由对适当类型的强化脱氮技术工艺的运用，优质推进污水处理技术环节，缩减污水内部包含的氮元素物质含量，能支持获取良好技术效果，实现对我国水体生态环境的最优化保护技术效果。