渥雨|设备优良-六安短程硝化反硝化原理

硝化反硝化除磷作用：污水处理的节能协同技术在污水处理领域，硝化反硝化除磷（NDPR）是一种创新的生物处理机制，它巧妙地将脱氮与除磷过程融合，显著提升处理效率并降低能耗。原理：微生物的协同作用NDPR的在于一类特殊微生物——反硝化聚磷菌（DPB）。它们能在缺氧条件下，以（NO??）作为电子受体（代替氧气），同时完成两个关键任务：1.反硝化脱氮：将还原为氮气（N?）释放到大气中。2.过量吸磷：摄取污水中的磷酸盐（PO?3?），并以聚磷酸盐的形式储存在体内（除磷）。关键过程步骤1.厌氧释磷：在厌氧段，聚磷菌分解体内储存的聚磷酸盐，释放磷酸盐到水中获取能量，并大量吸收污水中的挥发性脂肪酸（VFA）等有机物，以聚羟基烷酸酯（PHA）的形式储存起来。2.缺氧反硝化吸磷：在缺氧段，反硝化聚磷菌（DPB）利用储存的PHA作为能量和碳源，以污水中的（NO??）作为电子受体，进行反硝化反应（产生N?），并在此过程中大量吸收水中的磷酸盐，合成新的聚磷酸盐储存在体内。3.硝化作用：在好氧段，氨氧化菌和亚氧化菌将污水中的氨氮（NH??）氧化为（NO??），为缺氧段的DPB提供电子受体。聚磷菌也能在此阶段进一步吸磷。4.泥水分离与排泥：富含磷的污泥（DPB体内储存了大量磷）在沉淀池中分离，通过排放剩余污泥将磷从系统中去除。显著优势*节能降耗：优点是利用代替氧气作为电子受体进行吸磷，大幅减少了好氧段对曝气（供氧）的需求，节省能耗（约30%）。*碳源利用：DPB在缺氧段利用同一种碳源（PHA）同时完成反硝化和吸磷，减少了对额外碳源的需求，特别适合低碳氮比污水。*协同除污：在单一反应器或流程中同步去除氮、磷和有机物。*减少污泥产量：部分能量用于反硝化而非好氧代谢，理论上可减少污泥产量。实现方式NDPR的实现通常需要对传统脱氮除磷工艺（如A2/O）进行优化：*改良工艺：如UCT、Bardenpho、Dephanox等，通过调整回流方式和分区，创造合适的厌氧、缺氧、好氧环境，并确保被输送到缺氧区供DPB利用，同时避免其回流至厌氧区干扰聚磷菌释磷和储存碳源。总之，硝化反硝化除磷技术通过利用反硝化聚磷菌的生理特性，实现了在缺氧条件下同步脱氮除磷，是污水处理领域向更、更节能、更可持续方向发展的重要技术之一。

硝化反硝化生物滤池是一种、紧凑的污水处理生物反应器，功能在于同步去除污水中的氨氮和总氮。其用途和应用场景如下：1.深度脱氮的单元：*这是其、的用途。在污水处理厂，尤其是需要达到严格氮排放标准（如一级A或更高标准，或水体富营养化敏感地区）时，该工艺常作为二级生物处理（如活性污泥法）之后的深度处理单元。它专门针对常规二级处理难以有效去除的总氮（TN）进行削减。*它在一个反应器内或通过特定运行方式，创造交替的好氧（硝化）和缺氧（反硝化）环境。好氧区（或时段）内，硝化细菌将氨氮氧化为氮；缺氧区（或时段）内，反硝化细菌利用污水中的有机物（或额外投加的碳源）作为电子供体，将氮还原为无害的氮气，实现氮的去除。2.市政污水处理厂提标改造：*对于已建成的、面临更严格氮排放要求的传统污水处理厂，硝化反硝化生物滤池因其占地面积小、处理、启动快、运行相对灵活的优势，成为提标改造的技术之一。它可以直接加装在现有流程之后，无需大规模扩建土建，短程硝化反硝化原理，即可显著提升脱氮能力。3.工业废水处理：*广泛应用于处理含高浓度氨氮和/或总氮的工业废水，如焦化、化肥、制药、食品加工、垃圾渗滤液等。其生物膜结构对毒性物质和冲击负荷具有一定的耐受性，且能适应不同水质波动。通过调整运行参数（如曝气量、回流比、碳源投加量）可以优化对不同工业废水的处理效果。4.低碳氮比污水的脱氮：*对于碳源不足（BOD5/TN比值低）的污水，常规反硝化效率低下。硝化反硝化生物滤池可以通过控制碳源（如、钠）的投加点（通常直接投加到缺氧区）和投加量，显著提高反硝化效率，确保总氮达标。生物膜的截留作用也有利于碳源的充分利用。5.低温污水处理：*生物膜法相比活性污泥法，通常具有更好的低温适应性。附着生长的微生物在滤料表面形成稳定的微生态系统，对低温冲击的抵抗力更强，因此在北方寒冷地区或季节性低温条件下，硝化反硝化生物滤池能维持相对稳定的脱氮性能。6.紧凑型污水处理设施：*由于其高负荷率、垂直设计、占地面积小的特点，非常适用于土地资源紧张的地区，如城市中心污水处理站、城镇、岛屿、厂矿企业等小型或分散式污水处理设施。总结来说，硝化反硝化生物滤池的用途是实现污水深度脱氮，特别是针对总氮的去除。它是市政污水提标改造、工业废水处理、低碳氮比污水脱氮、低温污水处理以及空间受限场合建设污水处理设施的关键技术，为满足日益严格的水环境氮污染控制要求提供了强有力的技术支撑。

反硝化：氮循环的隐秘归途在土壤深处、水底淤泥以及湿地等缺氧环境中，一场由微生物主导的无声革命悄然进行——这便是反硝化作用。它是氮素循环中不可或缺的一环，指微生物在缺氧条件下，将（NO??）或亚（NO??）作为呼吸作用的电子受体，逐步还原为气态的一氧化氮（NO）、一氧化二氮（N?O）直至终产物氮气（N?）的过程。这一系列复杂的生物化学还原反应，是氮元素从生物可利用形态重新回归大气氮气库（N?）的途径。反硝化主要由一群特殊的异养细菌（单胞菌属、产碱属等）以及部分真菌和古菌完成。它们利用有机碳源（如糖类、有机酸）作为电子供体和能量来源，在缺氧时“”选择替代氧气进行呼吸。这一过程在厌氧环境（如淹水土壤、水底沉积物、生物膜内部、湿地）中尤为活跃，其速率受控于温度、有机质含量、pH值以及浓度等关键环境因子。反硝化作用在生态系统中扮演着双重角色。一方面，它是地球重要的“氮净化器”，有效清除水体与土壤中过量的污染（如农业施肥、污水排放带来的），防止富营养化及其引发的生态灾难。另一方面，它也是温室气体N?O的重要生物来源之一。N?O不仅具有极强的温室效应，还会破坏臭氧层。在反硝化链中，若环境条件（如低pH、高浓度、碳源不足等）导致还原过程受阻，N?O便可能作为中间产物大量积累并释放，而非完全转化为无害的N?。理解并合理调控反硝化作用，对于管理农业氮肥利用效率、设计污水处理脱氮工艺、构建人工湿地净化系统以及评估氮循环和温室气体排放，均具有至关重要的意义。它如同自然设定的一道精妙阀门，在缺氧的角落默默调节着地球氮素流转的平衡，将曾经活跃的氮素，终引回大气，完成其循环的隐秘闭环。