硝化反硝化生物滤池-合肥沃雨|污水处理

污水处理中的硝化反硝化工艺：脱氮的在城镇污水和工业废水处理领域，有效去除氮污染物（主要为氨氮）是防止水体富营养化的关键。硝化反硝化工艺正是利用特定微生物的协同作用，实现、经济生物脱氮的技术。工艺原理：两步走的氮转化该工艺包含两个生物化学阶段：1.硝化（好氧过程）：在充足溶解氧（DO，通常>2mg/L）环境下，自养型硝化细菌（如亚硝化单胞菌、硝化）将污水中的氨氮（NH??/NH?）逐步氧化。*首先氧化为亚盐（NO??）*进而氧化为终产物盐（NO??）*此过程消耗大量氧气与碱度（需补充），产生氢离子使pH下降。2.反硝化（缺氧过程）：在缺氧（DO极低，接近0mg/L，但存在盐）条件下，异养型反硝化细菌利用有机物（BOD）作为碳源和电子供体，将硝化产生的盐（NO??）或亚盐（NO??）逐步还原。*终产物为无害的氮气（N?），释放到大气中。*此过程消耗有机物，并产生一定的碱度，可部分补偿硝化消耗。工艺实现：空间或时间的分隔硝化（需氧）与反硝化（需缺氧）对环境要求截然不同，在工程实践中主要通过两种方式实现：*空间分隔（主流工艺）：在曝气池（好氧区）后设置独立的缺氧池（反硝化区），如常见的A2/O（厌氧-缺氧-好氧）工艺、氧化沟工艺、SBR（序批式反应器）的不同阶段。混合液或部分出水会在不同区域间回流（如硝化液回流至缺氧池前端），以提供盐。*时间分隔：在同一个反应器内（如SBR的一个周期），通过程序控制曝气与搅拌，交替创造好氧（硝化）与缺氧（反硝化）条件。关键控制参数成功运行该工艺需严格调控：*溶解氧（DO）：好氧区维持足够DO（>2mg/L）保证硝化；缺氧区严格控制DO（*碳氮比（C/N）：足够的易降解有机物（BOD）是反硝化菌的“食物”和电子供体。进水BOD?/TKN（总凯氏氮）比值通常需>4，不足时常需外加碳源（如、钠）。*污泥龄（SRT）：硝化菌生长缓慢，需足够长的SRT（通常>10-15天，低温时更长）保证其生长繁殖。*pH与碱度：硝化消耗碱度，需监控pH（7.0-8.0）并补充碱度（如投加石灰、碳酸钠）防止pH骤降抑制硝化菌。*温度：硝化反硝化速率受温度影响显著，低温（硝化反硝化工艺因其成熟可靠、处理效果好、运行成本相对可控，成为污水处理厂去除氮污染物的应用技术，为保护水环境健康发挥着不可或缺的作用。

短程硝化反硝化（ShortcutNitrificationandDenitrification，硝化反硝化生物滤池，SND）是一种创新的污水生物脱氮工艺。它通过调控反应条件，将传统硝化反硝化路径中的亚（NO??）作为关键中间产物保留并直接用于反硝化，省去了将亚进一步氧化为（NO??）的步骤。这种“捷径”赋予了它的优势和广泛的用途：1.处理高氨氮废水：*特别适用于处理氨氮浓度高、碳氮比（C/N）相对较低的废水，如垃圾渗滤液、焦化废水、养殖废水、某些化工废水等。*由于省去了化步骤，理论上可以节省约25%的氧气消耗（在硝化阶段）和约40%的有机碳源需求（在反硝化阶段），显著降低处理高氨氮废水的运行成本。2.显著节能降耗：*节省曝气能耗：将氨氮（NH??）仅氧化至亚（NO??）阶段，比完全氧化至（NO??）减少约25%的需氧量，大幅降低曝气所需的电能消耗，这是其突出的经济优势。*节省碳源投加成本：反硝化菌还原亚（NO??）为氮气（N?）比还原（NO??）需要更少的电子供体（有机碳源）。在碳源匮乏的污水中，可减少外购碳源（如、钠）的投加量，降低药剂成本和污泥产量。3.减少污泥产量：*较低的氧耗和有机碳源消耗，意味着参与反应的微生物合成代谢减少，从而降低了剩余污泥的产生量。这不仅减少了污泥处理处置的费用，也符合当前污水处理“减量化”和“资源化”的发展趋势。4.缩短反应时间，提高处理效率：*亚反硝化的速率通常比反硝化快1.5-2倍。这意味着在达到相同脱氮效果时，所需的反应器容积可能更小，或者水力停留时间（HRT）可以缩短，提高了系统的处理效率和处理能力。对于现有污水处理厂的提标改造或扩容具有现实意义。总结来说，短程硝化反硝化的用途在于：*经济地处理高氨氮、低碳氮比废水。*作为节能降耗的关键技术，显著降低污水处理厂的曝气能耗和碳源投加成本。*实现剩余污泥的减量化。*提升脱氮效率，为污水处理厂的提标改造和新建工程提供更优的技术选择。尤其在当前强调节能减排和可持续发展的背景下，短程硝化反硝化因其在降低运行成本（能耗、药耗）和减少二次污染（污泥）方面的突出优势，已成为污水处理领域，特别是高氨氮废水处理中极具吸引力和应用前景的脱氮技术。

反硝化除磷模块工艺：节能的污水脱氮除磷新方案反硝化除磷（DPR）模块工艺是一种创新性的污水处理技术，它巧妙地将生物脱氮与生物除磷两个过程在缺氧环境下协同完成，显著提升了处理效率并降低了运行成本。其在于利用一类特殊的微生物——反硝化聚磷菌（DPB）。在缺氧反应器中，DPB菌能同步完成两个关键反应：1.利用/亚（而非氧气）作为电子受体：将硝态氮还原为氮气，实现反硝化脱氮；2.过量吸收污水中的磷酸盐：将磷以聚磷酸盐的形式储存在体内，实现生物除磷。这一过程的优势在于实现了“一碳两用”：*DPB菌在缺氧条件下吸收的碳源（如挥发性脂肪酸-VFA），同时驱动了反硝化脱氮和过量吸磷。*相比传统工艺（硝化、反硝化、好氧吸磷分开进行，需要分别消耗碳源和曝气能量），DPR工艺大幅节省了碳源需求（约30%）和显著降低了曝气能耗（缺氧代替好氧除磷）。典型的DPR模块工艺（如A2N、Dephanox等）通常包含：1.厌氧区：释磷菌释放磷并吸收VFA合成PHA（为后续反应储能）。2.缺氧区（）：DPB菌利用储存的PHA作为能量，同步进行反硝化脱氮和过量吸磷。3.好氧区（可选/后续）：主要进行氨氮硝化，产生硝态氮供缺氧区使用；同时进一步去除残留污染物并富集含磷污泥。该工艺特别适合处理低碳氮比（C/N）城市污水，解决了传统工艺碳源不足导致脱氮效率低下的难题。同时，其节能降耗的特性符合污水处理厂可持续发展的要求，是未来污水深度脱氮除磷技术的重要发展方向之一。