#/8污水處理：生物法、氨氮方法詳解一、生物法1.生物法機理即生物硝化和反硝化機理在污水的生物脫氮處理過程中，首先在好氧條件下，通過好氧硝化菌的作用，將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽；然后在缺氧條件下，利用反硝化菌（脫氮菌）將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從污水中逸出。因而，污水的生物脫氮包括硝化和反硝化兩個階段。生物脫氮工藝流程見圖1。硝化反應是將氨氮轉化為硝酸鹽的過程，包括兩個基本反應步驟：由亞硝酸菌參與的將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應；由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。在缺氧條件下，由于兼性脫氮菌（反硝化菌）的作用，將硝化過程中產生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程，稱為反2硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物(碳源)。生物脫氮法可去除多種含氮化合物，總氮去除率可達70%—95%,二次污染小且比較經濟，因此生物脫氮法運用最多。但缺點是占地面積大，低溫時效率低。2.傳統生物法目前,對氨氮污水實際處理中應用較成熟的生物處理方法

是傳統的前置反硝化生物脫氮,如A/0、A/O工藝等,都能在一2定程度上去除污水中的氨氮。傳統生物脫氮途徑一般包括硝化和反硝化兩個階段，硝化和反硝化反應分別由硝化菌和反硝化菌作用完成，由于對環境條件的要求不同，這兩個過程不能同時發生，而只能序列式進行，即硝化反應發生在好氧條件下，反硝化反應發生在缺氧或厭氧條件下。由此而發展起來的生物脫氮工藝大多將缺氧區與好氧區分開,形成分級硝化反硝化工藝，以便硝化與反硝化能夠獨立地進行。后置反硝化工藝、前置反硝化工藝、A/O工藝、(A/0)UCT工藝、JBH工藝、AAA工藝等，這些都是典型的2傳統硝化反硝化工藝。A/O系統A/O脫氮除磷系統，即缺氧、好氧脫氮除磷系統。具有去除廢水中氮污染物的工藝，同時對脫磷亦有一定的效果。其

工藝流程是讓廢水依次經歷缺氧、好氧兩個階段，故人們通稱為缺氧、好氧脫氮除磷系統，簡稱A/0系統。A/0系統流程簡單、運行管理方便，且很容易利用原廠改建，從而提高了出水水質。A/0法工藝如圖2所示。2A-O法處理工藝是在好氧條件下，污水中NH和銨鹽在硝TOC\o"1-5"\h\z3化菌的作用下被氧化成NO—N和NO—N,然后在缺氧條件23下，通過反硝化反應將NO-—N和NO-—N還原成N,達到脫氮232的目的。A/O是目前普遍采用的工藝，它是在法A/O法的基礎上2增加一個厭氧段和一個缺氧段，傳統A/O工藝流程如圖3所2Zj\o5.厭氧一缺氧一好氧工藝(簡稱A-A/O工藝)12A—A/O工藝和A/O工藝同屬于硝化一反硝化為基本流122程的生物脫氨工藝，所不同的是A—A/O工藝是在A/O工藝121基礎上增加了一級預處理段一厭氧段(A),目的在于通過水解1(酸化)的預處理，改變廢水中難降解物質的分子結構，提高其可生化性，強化脫氮效果。硝化和反硝化兩個過程仍然需要在兩個隔離的反應器中進行,或者在時間或空間上造成交替缺氧和好氧環境的同一個反應器中進行。并且傳統的生物脫氮工藝，主要有前置反硝化和后置反硝化兩種。前置反硝化能夠利用廢水中部分快速易降解有機物作碳源，雖然可節約反硝化階段外加碳源的費用，但是,前置反硝化工藝對氮的去除不完全，廢水和污泥循環比也較高，若想獲得較高的氮去除率，則必須加大循環比，能耗相應也增加。而后置反硝化則有賴于外加快速易降解有機碳源的投加同時還會產生大量污泥，并且出水中的COD和低水平的DO也影響出水水質。生物脫氮工藝存在的問題：工藝流程較長，占地面積大，基建投資高；由于硝化菌群增殖速度慢且難以維持較高的生物濃度，特別是在低溫冬季,造成系統的HRT較長，需要較大的曝氣池，增加了投資和運行費用系統為維持較高的生物濃度及獲得良好的脫氮效果，必須同時進行污泥和硝化液回流，增加了動力消耗和運行費用；⑷系統抗沖擊能力較弱，高濃度叫-N和叫-廢水會抑制硝化菌生長；(5)硝化過程中產生的酸度需要投加堿中和，不僅增加了處理費用，而且還有可能造成二次污染等。&生物脫氮法新工藝硝化反應不僅由自養菌完成，某些異養菌也可以進行硝化作用；反硝化不只在厭氧條件下進行，某些細菌也可在好氧條件下進行反硝化；而且,許多好氧反硝化菌同時也是異養硝化菌，并能把NH+氧化成NO-后直接進行反硝化反應。42生物脫氮技術在概念和工藝上的新發展主要有：短程(或簡捷)硝化反硝化、同時硝化反硝化和厭氧氨氧化。厭氧氨氧化工藝厭氧氨氧化(ANA-MMOX)是以硝酸鹽為電子受體或以氨作為直接電子供體，進行硝酸鹽還原反應或將亞硝酸氮轉化為氮氣的反硝化反應。與傳統的硝化反硝化工藝或同時硝化反硝化工藝相比，氨的厭氧氧化具有不少突出的優點。主要表現在：無需外加有機物作電子供體，既可節省費用，又可防止二次污染；硝化反應每氧化lmolNH+耗氧2mol,而在厭氧氨氧化4反應中，每氧化lmolNH+只需要0.75mol氧，耗氧下降462.5%(不考慮細胞合成時)，所以，可使耗氧能耗大為降；傳統的硝化反應氧化1molNH+可產生2molH+,反硝化4還原1molNO-或NO-將產生1molOH-,而氨厭氧氧化的生物產酸2量大為下降，產堿量降至為零，可以節省可觀的中和試劑。故厭氧氨氧化及其工藝技術很有研究價值和開發前景。短程硝化反硝化工藝短程硝化反硝化是將硝化控制在HNO階段而終止，隨后進2行反硝化，其生物脫氮過程。女口：NHHNO——N短程生物脫氫工藝的優點：22可節省氧供應量約25%，降低了能耗；節省反硝化所需碳源40%，在C/N比一定的情況下，提高了TN去除率；減少污泥生成量可達50%;減少投堿量，縮短反應時間。但是短程硝化反硝化的缺點是不能夠長久穩定地維持HNO積累。2同時硝化反硝化工藝所謂同時硝化反硝化工藝就是硝化反應和反硝化反應在同一反應器中，相同操作條件下同時發生的現象。同時硝化反硝化過程由于是在一個反應器中進行，它具有如下優點：完全脫氮，強化磷的去除；降低曝氣量，節省能耗并增加設備處理負荷，減少堿度的能耗；簡化系統的設計和操作，同時硝化反硝化工藝的不足之處就是影響因素較多，過程難以控制。綜上，生物法處理氨氮污水較穩定，但一般要求氨氮濃度在400mg/L以下，總氮去除率可達70%?95%。生物脫氮新工藝處理高濃度氨氮污水效率比較高，實際投入運行的有短程硝化反硝化工藝和厭氧氨氧化工藝，但它們的工藝條件要求嚴格，特別是對溶解氧的要求更為嚴格，在實際應用中很難控制；其他新型脫氮技術也只是在實驗研究階段。對于高濃度含氮污水成分復雜，生物毒性大，為了取得很好的處理效果，必須針對不同行業和污水性質而采取不同的處理辦法。焦化、味精、化肥等行業多采取A/O法，養殖行業一般采取SBR法（序批式生物反應法）。生物脫氮氨技術將是未來成為高濃度氨氮污水處理方向。二、氨氮污水處理方法的選擇遵循原則1、城市污水、中低氨氮濃度工業廢水中氨氮的去除，由于生物法因工藝簡單、處理能力強、運行方式靈活，處理工藝成熟，比較經濟，在其他同等條件下優先選擇。2、高濃度氨氮工業廢水應根據廢水的特性選擇不同的物化法與生物法聯合去除比較經濟有效。3、盡管氨氮去除方法有多種，有時還采取多種技術的聯合處理，但還沒有一種方案能高效、經濟、穩定的處理氨氮污水，有些工藝在氨氮被脫除的同時帶來了二次污染。4、操作簡便、處理性能穩定咼效、運彳丁費用低廉、能實現氨氮回收利用的處理技術是今后發展的方向。5、氨氮污水的研究重點考慮以下幾個方面：(1)開發廉價的沉淀劑，包括磷源、鎂源的開發研究及循環利用。(2)提高離