去氮工藝對垃圾滲濾水治理的改進
前言：本站為你精心整理了去氮工藝對垃圾滲濾水治理的改進范文，希望能為你的創作提供參考價值，我們的客服老師可以幫助你提供個性化的參考范文，歡迎咨詢。
目前對生活脫氮技術的基礎理論研究的新認識包括以下四方面[1]：（1）亞硝化反應和硝化反應是由兩類獨立的細菌催化完成的兩個不同反應，而參與作用的氨氧化細菌和亞硝酸鹽氧化細菌因其世代周期、生長速率等不同，可以互相分開，生物脫氮可經歷以NO2--N為電子受體的反硝化反應過程。（2）硝化反應不僅由自養菌完成，某些異養菌也可以進行硝化反應；一些硝化細菌除了能夠進行正常的硝化作用外，還能進行反硝化作用。（3）反硝化不僅在厭氧條件下進行，某些細菌也可在好氧條件下進行反硝化。（4）在厭氧條件下，發現某些細菌在硝化反硝化反應中能利用NO3--N或NO2--N作電子受體將NH3-N氧化N2和氣態氮化物。在這些新認識上，研究者提出了一些新脫氮理論，如：氨氮氧化成亞硝酸鹽后直接進入反硝化；硝化和反硝化過程同時進行而不是序批式進行；在有氧條件下進行反硝化。國內目前脫氮新理論在垃圾滲濾液處理中研究方向包括：短程硝化反硝化生物脫氮技術、厭氧氨氧化生物脫氮技術及同步硝化反硝化生物脫氮技術。
現階段生物脫氮工藝難點問題應對措施
1應對措施
國內目前運行較好的垃圾滲濾液處理系統生物脫氮工藝均以傳統生物脫氮理論為基礎，大部分采用膜生物反應器（MBR）為生物脫氮主工藝，組成包括“反硝化（A）+硝化（O）+超濾（UF）”。結合生活垃圾滲濾液生物脫氮新理論，現狀垃圾滲濾液脫氮工藝的主要難點問題的應對措施見表1。
2應對措施理論基礎
傳統硝化反硝化脫氮按照兩階段脫氮模式完成氨氮轉化為氮氣，脫氮過程中通過人為的外在干預或調節應對外界不利環境的影響，最終達到脫氮目的。基于生物脫氮新技術理論關鍵是硝化反硝化反應系統中生物體系的強化，強化生物脫氮過程是通過強化生物體系中自養微生物的優勢地位，提高優勢菌種對不利外界環境的適應性，使其利用環境提供的有機物為碳源或電子供體或消耗較小的外部供給，高效完成生物脫氮。
1)限氧條件下硝化反硝化生物體系
在限氧條件下，生物脫氮工藝中能夠建立好氧和厭氧菌群的共生、穩定的系統。基本原理是在限氧條件下，NH3-N被好氧亞硝化菌氧化成NO2--N。隨后，目的厭氧氨氧化菌將產生的NH3-N和NO2--N以及痕量的NO3--N轉化成N2。NO2--N也可作為微生物合成時的電子供體，CO2為電子受體，在這一過程中NO2--N被CO2氧化生成NO3--N。5mol的氧氣；而傳統的硝化反硝化反應需要2.0mol的氧氣，因此，在氧氣供給下降約57.5%。1molNH3-N轉化成N2不需要碳源；而傳統的硝化反硝化反應需要1.43mol的碳源，因此，在碳源供給上節省100%。1molNH3-N轉化成N2產酸量是1.4mol；而傳統的硝化反硝化反應產酸量為2.8mol，因此，產酸量下降約50%。
2)強化優勢菌群
硝化和反硝化反應時，各階段的菌群占優勢。由于硝化菌是不生芽孢的短桿狀細菌和球菌，反硝化菌以桿菌和小球菌為主，因此，各階段優勢菌群的特性決定了其對于外界環境不利影響的適應性較差。當反應器溫度超過37℃時，需要降溫冷卻，當溫度低于20℃時，反應效率下降；當反應碳源不足時，需要補充碳源；硝化反應產酸，反硝化反應菌群對酸敏感度較高，需要投加堿液中和等。強化優勢菌群的基礎是提高菌群對外界不利環境的適應性，通過為硝化反硝化菌群的研究與篩選，芽孢桿菌屬（Bacillus）具有較強的優勢。硝化反硝化反應中，以芽孢桿菌為優勢菌種，可提高生物脫氮工藝中菌群對外界不利環境的適應性。
3)生物反應器選用
傳統硝化反硝化脫氮反應通常選用活性污泥法，活性污泥的生長處于懸浮狀態，需要嚴格控制硝化反硝化反應的臨界條件達到高效脫氮效果。附著生長反應器（如生物膜法），主要依靠附著載體將硝化菌和反硝化菌“包埋”或“混合包埋”，好氧硝化菌集于外層，厭氧反硝化菌集中在內層，建立菌群之間穩定的共生關系。通過外界臨界條件的不斷循環變化，促使生物脫氮各階段的反應，達到高效脫氮目的。
生物脫氮工藝優化的應用
目前基于生物脫氮新理論垃圾滲濾液生物處理技術已經在國內成功應用，出水主要污染物指標執行GB16889——2008表2排放限值。如杭州天子嶺垃圾滲濾液處理工程（處理規模1500m3/d），生物處理工藝為“基于芽孢桿菌（Bacillus）為優勢菌群的生物處理”。經運行方核算，生物處理直接運行成本約8.19m3/元，相對于目前兩級反硝化硝化直接處理成本下降約65%，能耗下降約45%。反應過程中不需要外加碳源，未配套冷卻設備及除臭設備。柳州立沖溝垃圾滲濾液處理廠改造工程處理規模為600m3/d，生物處理工藝為“基于芽孢桿菌（Bacillus）為優勢菌群的【生物預處理+膜生物反應器（限氧）】”經建設方預測，生物處理直接成本約11.29m3/元，相對于目前兩級反硝化硝化直接處理成本下降約50%，能耗下降約41%。
結語
（1）對于目前應用較成熟的兩級MBR工藝，對主要污染物特別是氨氮和總氮去除效果較好。在實際運行過程中，本工藝也存在一些技術難點或控制難點問題。如碳源、能耗、反應溫度等因素對處理工藝的正常運行帶來較大的影響，需要采用必要措施為生物處理提供較好運行條件。（2）從技術應用方面，基于生物脫氮新理論對傳統脫氮過程進行強化，改善了生物反應中生物體系優勢菌群的種屬，使之對外界不利環境的適應性更強。在反應過程通過對關鍵因素的控制，提高生物體系內部的碳源、能量的循環利用，減少外在的投入。（3）按照國家相關規范推薦的垃圾滲濾液處理技術路線中，“生物處理”是重點，也是污染物減排的重要處理環節。但目前生物處理系統中高效污染物去除率與能耗、投資等存在一定矛盾。基于生物脫氮新理論對傳統脫氮過程在一定程度上解決了這種矛盾，通過反應條件的控制縮短傳統生物處理過程，改變生物體系內部能源的利用途徑，達到較好地反應效果。（4）在能耗和運行成本上，基于生物脫氮新理論在能耗和運行成本上較傳統生物脫氮具有較好的優勢。（5）垃圾滲濾液生物處理基于生物脫氮新理論的應用和發展，能從根本上解決了諸如碳源和能耗問題，此技術是今后國內垃圾滲濾液處理生物脫氮技術應用和發展的方向。
