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近年來，生物脫氮領域開發(fā)了許多新工藝，主要有四種主要的生物脫氮工藝：同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厭氧氨氧化和全程自養(yǎng)脫氮。接下來小編就為大家介紹著四種主要的生物脫氮的過程及原理，一起來看一下吧。
四種主要的生物脫氮的過程及原理如下
1.同步硝化反硝化
--在該工藝中，硝化與反硝化反應在同一個構(gòu)筑物中同時進行，與傳統(tǒng)的工藝相比具有明顯的優(yōu)越性。
--節(jié)省反應器體積和構(gòu)筑物占地面積，減少投資；
--可在一定程度上避免NO2-氧化成NO3-再還原成NO2-這兩步多余的反應，從而可縮短反應時間，還可節(jié)省DO和有機碳；
--反硝化反應產(chǎn)生的堿度可以彌補硝化反應堿度的消耗，簡化pH調(diào)節(jié)，減少運行費用。
--MBBR工藝是同步硝化反硝化的典型工藝。MBBR工藝原理是通過向反應器中投加一定數(shù)量的懸浮載體，提高反應器中的生物量及生物種類，從而提高反應器的處理效率。由于填料密度接近于水，所以在曝氣的時候，與水呈完全混合狀態(tài)，微生物生長的環(huán)境為氣、液、固三相。載體在水中的碰撞和剪切作用，使空氣氣泡更加細小，增加了氧氣的利用率。另外，每個載體內(nèi)外均具有不同的生物種類，內(nèi)部生長一些厭氧菌或兼氧菌，外部為好養(yǎng)菌，這樣每個載體都為一個微型反應器，使硝化反應和反硝化反應同時存在，從而提高了處理效果。
2. 短程硝化-反硝化
對許多低C/N比廢水，目前比較有代表性的工藝有亞硝酸菌與固定化微生物單級生物脫氮工藝，單一反應器通過亞硝酸鹽去除氨氮(SHARON)工藝。
SHARON工藝是由荷蘭Delft技術(shù)大學開發(fā)的一種新型脫氮工藝，其基本原理是在同一個反應器內(nèi)，在有氧條件下，利用氨氧化菌將氨氮氧化成亞硝態(tài)氮，然后在缺氧條件下，以有機物為電子供體，將亞硝態(tài)氮反硝化成N2。將氨氧化控制在亞硝化階段是該工藝的關鍵。
SHARON工藝的成功在于：
-利用了溫度這一重要因素，提高了亞硝酸細菌的競爭能力；
-利用完全混合反應器在無污泥回流條件下污泥停留時間(SRT)與水力停留時間(HRT)的同一性，控制HRT大于亞硝酸細菌的世代時間，小于硝酸細菌的世代時間，實現(xiàn)硝酸細菌的“淘洗”，使反應器內(nèi)主要為亞硝酸細菌；
-控制較高的pH值，不僅抑制了硝酸細菌，也消除了游離亞硝酸(FNA)對亞硝酸細菌的抑制。
-1998年在荷蘭已有此類污水處理廠投入運行。盡管SHARON工藝按有氧/缺氧的間歇運行方式取得了較好的效果，但不能保證出水氨氮的濃度很低。該工藝更適于對較高濃度的含氨氮廢水的預處理或旁路處理。
3. 厭氧氨氧化(ANAMMOX)工藝
ANAMMOX工藝主要采用流化床反應器，由于是在厭氧條件下直接利用氨氮作電子供體，無需供氧、無需外加有機碳源維持反硝化、無需額外投加酸堿中和試劑，故降低了能耗，節(jié)約了運行費用。同時還避免了因投加中和試劑有可能造成的二次污染問題。
由于NH3-N和NO2-N同時存在于反應器中，因此，ANAMMOX工藝與一個前置的硝化過程結(jié)合在一起是非常必要的，并且，硝化過程只需將部分的NH3-N氧化為NO2-N。據(jù)此，荷蘭Delft技術(shù)大學開發(fā)了SHARON-ANAMMOX聯(lián)合工藝，該聯(lián)合工藝利用SHARON反應器的出水作為ANAMMOX反應器的進水，具有耗氧量少、污泥產(chǎn)量低、不需外加有機碳源等優(yōu)點，有很好的應用前景，成為生物脫氮領域內(nèi)的一個研究重點。
4. 全程自養(yǎng)脫氨氮
與其它工藝相比，全程自養(yǎng)脫氨氮系統(tǒng)的優(yōu)點主要表現(xiàn)在：
-不必外加有機碳源。因此，在處理低C/N比廢水時能節(jié)省大量能源；
-對亞硝氮的供應沒有要求，含有高氨氮的廢水可直接進入反應器；
盡管該系統(tǒng)要求限氧，但不嚴格要求厭氧，因此，在實際操作中，氧氣的控制比較容易。目前，全程自養(yǎng)脫氨氮系統(tǒng)的處理能力仍然很低，對其機理也不十分明確，但污泥接種體比較容易大量生長，接種的硝化污泥很容易在活性污泥中產(chǎn)生，這表明該系統(tǒng)可應用于工程實踐。氧限制自養(yǎng)硝化反硝化(OLAND)工藝是全程自養(yǎng)脫氮的典型工藝。
