亚硝酸盐的稳定获得是厌氧氨氧化工程应用的关键因素,目前国内外研究厌氧氧氧化过程亚硝酸盐来源最多的还是短程硝化的研究,短程反硝化的概念也是近几年才被提起并逐渐发展起来。
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目前短程硝化-厌氧氧氧化在垃圾渗滤液.消化液等高氨氮废水的处理工程项目中应用较多,但在以城市污水为代表的低氨氨污水和高氨氮高COD废水或高氨氮高硝态氮废水处理中,短程反硝化-厌氧氧氧化具有更大的应用潜力。. m* S( ~* _& G
2 p3 C" y6 E( v% u首先,在运行稳定性方面,短程反硝化具备明显的技术优势。( P$ f5 m5 D9 A7 C
- `0 n; |: s' X# F X短程硝化在高氨氮条件下很容易实现,但是在低氨氮条件下短程硝化不易长期稳定维持,需要使用多种方式共同抑制和淘洗亚硝酸盐氧化菌(NOB)来实现高效短程硝化,控制较为复杂,而短程反硝化容易实现,控制低C/N或pH值即可长期稳定维持,不易被破坏,无论高浓度还是低浓度均可以为厌氧氨氧化提供稳定的基质来源
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& f E" c! S2 e9 Z0 Y5 R其次,短程反硝化一厌氧氨氧化工艺可实现有机物与氮的同步去除。+ p7 ~. o/ [' h2 |2 _
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短程硝化、厌氧氨氧化细菌均是自养微生物,对有机物的降解作用微弱,而大多数废水都具备有机物与氮素污染物共存的水质特点,有机物对厌氧氨氧化有一定的抑制作用,此外厌氧氨氧化副产物硝酸盐氮也无法通过短程硝化去除,因此短程硝化一厌氧氨氧化需要前置COD去除和后续深度脱氮才能实现较好的出水水质。
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: T5 c: f# u" W( k. ~6 y$ N' |短程反硝化可以利用污水中的多种有机物作为电子供体,既为厌氧氨氧化提供了亚硝酸盐,又有效降低了污水的有机物含量,同时厌氧氨氧化的副产物硝酸盐也可以作为短程反硝化的底物,两个过程相互促进,实现污水碳氮的共同去除。& }" I" a! q4 b# O
) H* I+ K/ w; ` J3 C5 U6 s; V再者,在工艺的反应环境方面,短程反硝化工艺的反应环境更有利于厌氧氨氧化,表现在pH值和DO的匹配上。# ]9 G# o/ F& o& b: K6 ]
- a0 Y2 m7 K$ u8 \0 r+ o( X# V厌氧氨氧化菌在偏碱性的环境中活性更好,且DO对厌氧氨氧化有一定的抑制作用;
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+ I5 n- J9 B* ]: Y4 E短硝化需要游解氧,同时消耗碱度造成PH值下降,需要及时补充适当的碱度来维持厌氧氨氧化的最适范围;# m' ^* s2 q. J" a( d/ x% O
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而短程反硝化过程是缺氧环境,即便有少量溶解氧,也可以被有机物利用消耗而造成缺氧环境,避免氧气对厌氧氨氧化的抑制作用,同时短程反硝化过程产生碱度造成PH值升高,有利于后续厌氧氧氧化的高效发挥。' q$ `% A! S8 f1 e' h) i3 {
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最后,在工艺耦合形式方面,短程反硝化和厌氧氧氧化应用形式更加灵活。4 O. U3 v) ~5 W/ \# Q% B$ V
. g1 C p! D3 V" L3 y; U: g' y短程硝化和短程反硝化均可以与厌氧氨氧化在同一体系中耦合;
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% l" @; C$ D j& `9 |而在分段式方面,短程硝化只能放在厌氧氨氧化工艺之前,而短程反硝化与厌氧氨氧化互相提供反应基质,二者前后顺序可调,根据水质条件和具体要求进行调整,工艺耦合形式更为多样和灵活。 {) \; V# X/ z+ {7 d! H
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整体来讲,短程反硝化一厌氧氧氧化工艺在城市污水处理方面的潜力更大。
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