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亚硝酸型硝化的控制途径

来源:印染在线 发布时间:2009年04月14日

亚硝酸型硝化的控制途径 

在简捷硝化反硝化的两个主要反应步骤中,反硝化技术容易控制实现,因此硝化过程中稳定持久的获得NO2-N成为技术关键,实现硝化出水NO2-N高比例的控制技术也成为研究重点。目前能在一定时间内控制硝化处于亚硝酸阶段的途径有四种:①亚硝酸细菌 的纯种分离与固定化技术;②控制温度造成不同增长速率形成“分选压力”的SHARON途径;③游离氨抑制硝酸细菌增长的选择性抑制途径;④控制硝化细菌基质造成两类细菌增长速率 不同的氧缺乏竞争途径。

1 纯种分离与固定化技术途径

该途径的机理是利用纯种分离后富集培养的亚硝酸细菌固定化,从而维持反应器内菌群为纯亚硝酸细菌或以亚硝酸细菌为主体,从而实现硝化出水中NO2-N的高比例。 利用固定化微生物技术强化生物脱氮是近10年来生物脱氮领域研究的热点之一,利用固定化载体海藻酸钠和聚乙烯醇(PVA)等将亚硝酸细菌包埋后固定化,装于特别设计的反应器内,可以实现稳定的亚硝酸型硝化,在与反硝化细菌混合包埋固定化的条件下可以实现同步硝化反硝化,日本已出现了处理能力为11300m3/d的工业化装置[1]。 亚硝酸细菌纯种分离后固定化可以获得稳定的NO2-N积累,在技术实践中取得了一定成功,但该技术存在因固定化细菌退化使硝化能力下降的问题,固定化细菌反应器经过一定时间的运行后需进行固定化细菌的替换或活化。针对复杂的废水体系,解决经纯种分离后富集培养的亚硝酸细菌对实际高氨废水的适应性问题的关键是对采用混合菌还是单一高效菌分级处理进行优化,同时降低固定化载体的成本并提高其使用寿命。

2 SHARON 工艺途径

SHARON工艺[2]的理论基础是在高温条件下(>25℃),亚硝酸细菌的增长速率高于硝酸细菌,完全混合反应器不进行污泥回流,因而污泥停留时间(SRT)等同于水力停 留时间(HRT),控制HRT大于亚硝酸细菌的世代时间,小

于硝酸细菌的世代时间,实现硝酸细菌的“淘洗”,使反应器内主要为亚硝酸细菌。该工艺的本质是通过控制环境温度造成 两类细菌不同的增长速率,利用该动力学参数的不同造成“分选压力”。此外,文献中也强调了pH值对两类细菌竞争的影响,认为除了温度外,pH值对于亚硝酸细菌与硝酸细菌的竞争 以及获得出水中较低的NH4+-N浓度也非常重要。? SHARON工艺的成功在于:①利用了温度这一重要因素,提高了亚硝酸细菌的竞争能力;②利用完全混合反应器在无污泥回流条件下SRT与HRT的同一性,控制HRT实现硝酸细菌的“淘洗”;③实现对pH值的成功控制,较高的pH值不仅抑制了硝酸细菌,也消除了自由亚硝酸(FNA)对亚硝酸细菌的抑制。该工艺的成功运行表明,亚硝酸型硝化控制因子的探讨是一个系统工程,任何一个控制因子的确定除了要明确它本身会对两类硝化细菌的动力学特性产生何种影响外,还要将其他影响因素控制在有利于亚硝酸细菌的范围内。如考察温度的影响时应同时考虑因温度变化导致的游离氨浓度与pH值的变化对亚硝酸型硝化的影响。?


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