強化脫氮技術(shù)及其在污水處理中的運用

【資料簡介】

強化脫氮技術(shù)是指：在進行污染處理時，通過調(diào)整微生物結(jié)構(gòu)，增加物理、化學手段，提升含氮氧化合物降解能力水平的工藝技術(shù)。通過對該項技術(shù)的合理運用，可達到有效提升化合物降解效率，改善水源水質(zhì)的目標，深受社會各界認可與關(guān)注。在此，筆者將重點對生物、物理以及化學三種強化脫氮技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用方式展開論述，具體內(nèi)容如下。

1、強化脫氮技術(shù)及其在污水處理中的運用

1.1 物理強化脫氮技術(shù)

1.1.1 離子交換技術(shù)

離子交換技術(shù)是指：運用具有選擇性吸附作用的材料對水中氮元素進行去除的工藝。此種技術(shù)常用吸附材料主要有，硅藻土、離子交換樹脂以及樹脂吸附劑等。運用此種技術(shù)實施脫氮處理具有操作簡便、成本較低等方面的優(yōu)勢，主要用于低濃度氨氮廢水處理，但該項脫氮工藝同樣也存在著吸附劑蘇醒頻繁以及復蘇液會產(chǎn)生二次污染等問題，對工藝推廣形成了一定限制。

1.1.2 吹脫技術(shù)

此種處理技術(shù)會通過對體系 pH 值得調(diào)節(jié)，保證 NH4+ 與 NH3 之間平衡，從而將氨氮轉(zhuǎn)化為游離氨形式。因為氣相中氨濃度要遠遠低于液相中氨平衡濃度，在經(jīng)過曝氣處理后，液相中的發(fā)揮性溶質(zhì)與氣體，會持續(xù)性進入到氣相之中，進而達到預想脫氮效果。此種脫氮技術(shù)多用于流量大且濃度高的氨氮廢水處理，運行成本較為合理性，具有工藝簡單以及適應(yīng)性強等方面的優(yōu)勢。但運用此項所獲得氨氣，往往存在著容易受到溫度影響的問題，一般在低溫環(huán)境中，脫氮效率也會隨之變低，需引起技術(shù)人員重視。

1.2 生物強化脫氮技術(shù)

現(xiàn)階段，生物強化脫氮技術(shù)應(yīng)用為廣泛。在具體進行污水脫氮處理時，技術(shù)人員會通過對營養(yǎng)物或者微生物的運用，提升處理系統(tǒng)內(nèi)生物含量，進而對系統(tǒng)污染物降解能力進行提升，達到快速降解、提高廢水處理質(zhì)量的目標 [2]。與傳統(tǒng)脫氮技術(shù)相比，該技術(shù)使用具有污染小、成本低以及處理效率高等方面優(yōu)勢，值得大力推廣。目前已經(jīng)明確的參與自然界氮元素循環(huán)的微生物，除傳統(tǒng)菌群之外，還包括反硝化除磷菌、厭氧氨氧化菌以及好氧反硝化菌等氮元素代謝物質(zhì)。

以懸浮填料強化脫氮技術(shù)為例，傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)是按照脫氮過程兩階段理論開展的，而懸浮填料技術(shù)可在同一反應(yīng)器中直接進行氮氣轉(zhuǎn)化，脫氮過程轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸飪?nèi)部以及絮體變成的微觀層面，可通過對運行參數(shù)的調(diào)整，在污泥表面及內(nèi)部完成反硝化、硝化反應(yīng)，進而達到理想的脫氮效果。在傳質(zhì)阻力影響之下，微生物絮體內(nèi)外 COD 以及溶解氧質(zhì)量濃度并不相同，從外到內(nèi)依次形成擴散區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)三個部分。如果微生物絮體表層溶解氧質(zhì)量濃度呈現(xiàn)出較高趨勢，硝化細菌含量較多，便容易發(fā)生氮氧以及有機物氧化。若絮體內(nèi)部存在傳質(zhì)阻力以及氧氣消耗影響，便會形成缺氧區(qū)，會通過硝化細菌傳遞的方式，完成有機物反硝化脫氧過程。

1.3化學強化脫氮技術(shù)

1.3.1 高氧化技術(shù)

在使用該項處理工藝時，會通過羥基自由基的合理運用對污水中污染物進行消除，此項技術(shù)的本質(zhì)就是通過強氧化物質(zhì)和污染物的結(jié)合、電子轉(zhuǎn)移以及取代等，對水體中污染物進行氧化降解，從而形成無毒或低毒物質(zhì)，進而達到*礦化的效果。

在運用此項工藝實施污水處理時，會產(chǎn)生大量·OH，此種物質(zhì)氧化還原電位較高，可對大部分有機物展開礦化處理;同時此項技術(shù)還可以與其他水處理技術(shù)共同進行使用，可作為生物處理中的預處理手段，也可作為深度處理手段，操作較為簡單，容易被控制，更加便于進行設(shè)備化管理。

1.3.2 化學沉淀技術(shù)

在利用該項工藝進行脫氮處理時，會通過向含氮污水內(nèi)添加磷酸鹽以及鎂鹽的方式，通過讓其與 NH4+ 的反應(yīng)，形成化學沉淀。在進行上述反應(yīng)過程中，整體反應(yīng)可能會因為沉淀劑類型、廢水初始氮濃度以及反應(yīng)時間等因素的影響，而發(fā)生相應(yīng)變化。由于該項處理工藝較為簡單且適用性較強，因此在脫氮工程中應(yīng)用較為廣泛，所獲得的氨氮處理經(jīng)濟效益也較為理想，但該項技術(shù)同樣也存在著反應(yīng)過程容易受到影響以及處理后磷、鹽含量增加等方面的問題，需要不斷進行改進。

2、強化脫氮技術(shù)應(yīng)用問題與展望

(1)現(xiàn)階段，國內(nèi)強化脫氮技術(shù)發(fā)展已經(jīng)取得一定進步，技術(shù)機理研究方面進展較為顯著，但就整體而言，國內(nèi)污水強化脫氮技術(shù)仍然存在一定問題，比如需要添加化學藥劑以及外碳源等[3]。所以有關(guān)研究部門要繼續(xù)加大對強化脫氮技術(shù)的研究力度，要通過不斷研究與探索，探尋出符合我國國情的低耗節(jié)能強化脫氮技術(shù)。

(2)強化脫氮技術(shù)研究主要可以從以下幾個方面入手：①雖然強化脫氮技術(shù)已經(jīng)有了飛躍性發(fā)展，但在功能菌株共享、收集以及保藏方面還存在不足之處，對強化脫氮菌劑開發(fā)以及強化脫氮技術(shù)推廣應(yīng)用產(chǎn)生的影響均需要進行解決;②該項技術(shù)使用對于環(huán)境條件有較高要求，在使用時需要付出較大代價，還需要進一步對強化脫氮技術(shù)應(yīng)用潛力記性深度挖掘;③多數(shù)強化脫氮技術(shù)都有著反應(yīng)器啟動周期較長以及 TN去負荷較低等方面的問題，需要對工藝組合與新型脫氮工藝開發(fā)展開深度研究;④技術(shù)研究成果多在中試以及小試中進行，實際工程應(yīng)用案例相對較少，實驗室研究成果還需要到實際工作中進行應(yīng)用;⑤多數(shù)研究主要集中在強化脫氮技術(shù)機理研究方面，在分子生物學技術(shù)結(jié)合方面研究相對較少，還需要對基因改組與基因重組等分子生物學技術(shù)進行分析，從而達到不斷提高強化脫氮效率的目標。