短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷基礎研究

短程硝化—反硝化生物脫氮與反硝化聚磷基礎研究短程硝化—反硝化生物脫氮與反硝化聚磷基礎研究

摘要：脫氮和去除磷是廢水處理中最重要的環(huán)境問題之一。傳統(tǒng)的氨氧化—硝化—反硝化過程需要較長的停留時間，導致廢水處理過程低效且耗能。為了提高廢水處理過程的效率和節(jié)約能源，短程硝化—反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)被廣泛研究。本文將介紹短程硝化—反硝化生物脫氮與反硝化聚磷的基礎研究進展，包括其原理、適用性以及未來的發(fā)展方向。

1.引言

廢水處理是保護環(huán)境和水資源的關(guān)鍵步驟之一。氨氮和磷是廢水中主要的污染物之一，過量的氨氮和磷會引起水體富營養(yǎng)化和水生態(tài)環(huán)境的破壞。傳統(tǒng)的氨氮去除主要依靠氨氧化—硝化—反硝化過程，而磷的去除主要依靠化學沉淀。然而，這些傳統(tǒng)方法存在廢水處理過程周期長、能耗高等問題。

2.短程硝化—反硝化生物脫氮

短程硝化—反硝化生物脫氮是一種新型的廢水處理技術(shù)，其原理是通過在同一反應器中同時進行硝化和反硝化，從而提高廢水處理效率。該技術(shù)的關(guān)鍵是合適的控制反應器內(nèi)的氧氣含量，以創(chuàng)建適宜的氧氮比環(huán)境，促進硝化和反硝化反應的同時進行。

2.1硝化反應原理

硝化是指氨氧化成亞硝酸鹽和亞硝酸鹽進一步氧化成硝酸鹽的過程。硝化反應主要包括兩個步驟。第一步是氨氧化，氨被氨氧化細菌氧化成亞硝酸鹽；第二步是亞硝酸鹽氧化，亞硝酸鹽被亞硝酸鹽氧化細菌氧化成硝酸鹽。硝化反應是在氧氣氧化劑的存在下進行的。

2.2反硝化反應原理

反硝化是指硝酸鹽還原成N2氣體的過程。反硝化反應主要包括兩個步驟。第一步是亞硝酸鹽還原，亞硝酸鹽被反硝化細菌還原成一氧化氮；第二步是一氧化氮還原，一氧化氮被反硝化細菌還原成N2氣體。

3.短程硝化—反硝化聚磷技術(shù)

短程硝化—反硝化聚磷技術(shù)是將短程硝化—反硝化生物脫氮技術(shù)與磷的去除技術(shù)相結(jié)合。該技術(shù)的原理是通過合適的氧氮比環(huán)境和磷的添加劑，促進短程硝化—反硝化反應和磷的沉淀反應同時進行，從而實現(xiàn)廢水中氮和磷的高效去除。

4.適用性和優(yōu)勢

短程硝化—反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)具有廣泛的適用性和優(yōu)勢。首先，該技術(shù)適用于生物處理工藝中氮和磷的去除。其次，該技術(shù)不需要額外的化學藥劑，降低了廢水處理成本。另外，該技術(shù)在提高廢水處理效率的同時，減少了廢水處理過程中的氣體排放。

5.未來發(fā)展方向

短程硝化—反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)仍然處于研究和應用的初級階段，還有許多問題需要解決和完善。未來的發(fā)展方向主要包括優(yōu)化反應器設計、改進菌群選擇和培養(yǎng)技術(shù)，以及提高氮磷去除效率。此外，該技術(shù)可以與其他廢水處理技術(shù)相結(jié)合，進一步提高廢水處理的效率和環(huán)保性能。

結(jié)論：短程硝化—反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)是一種具有潛力的廢水處理技術(shù)，具有廣泛的適用性和優(yōu)勢。隨著研究的深入和技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)將在未來的廢水處理中得到更廣泛的應用。然而，還有許多問題需要進一步解決和完善，以提高技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性，為實現(xiàn)環(huán)境保護和資源利用做出更大的貢獻短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)是目前被廣泛研究和應用于廢水處理領域的一種新興技術(shù)。其原理是通過合適的氧氮比環(huán)境和磷的添加劑，促進短程硝化-反硝化反應和磷的沉淀反應同時進行，從而實現(xiàn)廢水中氮和磷的高效去除。這種技術(shù)具有廣泛的適用性和優(yōu)勢，未來有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

首先，短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)適用于生物處理工藝中氮和磷的去除。生物處理工藝是目前最常用的廢水處理技術(shù)之一，可以有效去除廢水中的有機物質(zhì)。然而，對于廢水中的氮、磷等營養(yǎng)鹽的去除，傳統(tǒng)生物處理工藝效果較差。而短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)可以在生物處理工藝中加入磷的添加劑和合適的氧氮比環(huán)境，促進短程硝化-反硝化反應和磷的沉淀反應，從而實現(xiàn)對廢水中氮和磷的高效去除。

其次，短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)不需要額外的化學藥劑，降低了廢水處理成本。傳統(tǒng)的氮磷去除方法通常需要添加化學藥劑來進行沉淀或吸附，成本較高且對環(huán)境有一定的影響。而短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)通過微生物的作用實現(xiàn)了氮、磷的去除，不需要額外的化學藥劑，可以降低廢水處理成本。

另外，短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)在提高廢水處理效率的同時，減少了廢水處理過程中的氣體排放。在傳統(tǒng)的氮磷去除方法中，常常會產(chǎn)生大量的氣體排放，如硝化過程中產(chǎn)生的氮氧化物等。而短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)通過優(yōu)化反應條件和微生物的作用，在去除氮和磷的同時，減少了廢水處理過程中的氣體排放，對環(huán)境影響較小。

然而，短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)仍處于初級階段，還存在一些問題需要解決和完善。

首先，需要優(yōu)化反應器的設計。反應器的設計對于短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)的效果和穩(wěn)定性起著至關(guān)重要的作用。目前，常用的反應器設計包括SBR（序批式反應器）、MBBR（移動床生物反應器）等。未來的研究應該進一步優(yōu)化反應器的設計，提高廢水處理效率和穩(wěn)定性。

其次，需要改進菌群選擇和培養(yǎng)技術(shù)。短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)依靠微生物的作用來實現(xiàn)氮磷的去除。因此，選擇和培養(yǎng)適合的微生物菌群對于技術(shù)的應用至關(guān)重要。目前，已有一些研究通過改進菌種的選擇和培養(yǎng)方法，提高了技術(shù)的效果和穩(wěn)定性。未來的研究應該進一步探索適合的菌種，并開發(fā)出更有效的培養(yǎng)方法。

此外，還需要提高氮磷去除效率。雖然短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)已經(jīng)在氮磷去除方面取得了一定的成效，但其去除效率仍然有待提高。未來的研究應該進一步優(yōu)化反應條件和微生物活性，提高氮磷去除效率。

最后，可以將短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)與其他廢水處理技術(shù)相結(jié)合，進一步提高廢水處理的效率和環(huán)保性能。例如，可以將該技術(shù)與生物膜反應器、高級氧化技術(shù)等結(jié)合使用，提高廢水處理效果。

總之，短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)是一種具有潛力的廢水處理技術(shù)，具有廣泛的適用性和優(yōu)勢。隨著研究的深入和技術(shù)的不斷發(fā)展，該技術(shù)將在未來的廢水處理中得到更廣泛的應用。然而，還有許多問題需要進一步解決和完善，以提高技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性，為實現(xiàn)環(huán)境保護和資源利用做出更大的貢獻綜上所述，短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)是一種有潛力的廢水處理技術(shù)，能夠有效去除廢水中的氮磷污染物。該技術(shù)通過微生物的作用實現(xiàn)氮磷的去除，選擇和培養(yǎng)適合的微生物菌群對技術(shù)的應用至關(guān)重要。目前已有一些研究通過改進菌種的選擇和培養(yǎng)方法提高了技術(shù)的效果和穩(wěn)定性。

然而，該技術(shù)的去除效率仍然有待提高。盡管短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)已經(jīng)在氮磷去除方面取得了一定的成效，但其去除效率仍有提升空間。未來的研究應該進一步優(yōu)化反應條件和微生物活性，提高氮磷去除效率。

此外，將短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)與其他廢水處理技術(shù)相結(jié)合，可以進一步提高廢水處理的效率和環(huán)保性能。例如，可以將該技術(shù)與生物膜反應器、高級氧化技術(shù)等結(jié)合使用，共同應對廢水中的多種污染物，從而提高廢水處理效果。

在未來的研究中，需要進一步探索適合的菌種，并開發(fā)出更有效的培養(yǎng)方法，以提高技術(shù)的穩(wěn)定性和可靠性。同時，還需要加強對該技術(shù)的經(jīng)濟性和可行性的研究，以推動其在實際應用中的推廣和推動。

總之，短程硝化-反硝化生物脫氮與反硝化聚磷技術(shù)具有