近20年來, 對氨氮工業污水處理方面開展了較多的研究。其研究范圍涉及生物法、物化法的各種處理工藝,目前氨氮廢水處理實用性較好國內運用較多的技術為：生物脫氮法、氨吹脫汽提法、折點氯化法、化學沉淀法、離子交換法、液膜法、土壤灌溉法等。下面漓源環保講解氨氮廢水處理的生物處理方法。

1.生物法機理——生物硝化和反硝化機理

在污水的生物脫氮處理過程中，首先在好氧條件下,通過好氧硝化菌的作用,將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽 ;然后在缺氧條件下,利用反硝化菌(脫氮菌)將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從污水中逸出。因而,污水的生物脫氮包括硝化和反硝化兩個階段。

硝化反應是將氨氮轉化為硝酸鹽的過程 ,包括兩個基本反應步驟: 由亞硝酸菌參與的將氨氮轉化為亞硝酸鹽的反應;由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉化為硝酸鹽的反應。

在缺氧條件下,由于兼性脫氮菌(反硝化菌) 的作用,將硝化過程中產生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N₂的過程,稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物(碳源) 。

生物脫氮法可去除多種含氮化合物,總氮去除率可達70%—95%,二次污染小且比較經濟,因此在國內外運用多。但缺點是占地面積大,低溫時效率低。

2.傳統生物法

目前, 國內外對氨氮廢水處理中應用較成熟的生物處理方法是傳統的前置反硝化生物脫氮,如A/O、A2/O工藝等,都能在一定程度上去除污水中的氨氮。傳統生物脫氮途徑一般包括硝化和反硝化兩個階段,硝化和反硝化反應分別由硝化菌和反硝化菌作用完成,由于對環境條件的要求不同,這兩個過程不能同時發生,而只能序列式進行,即硝化反應發生在好氧條件下,反硝化反應發生在缺氧或厭氧條件下。由此而發展起來的生物脫氮工藝大多將缺氧區與好氧區分開,形成分級硝化反硝化工藝,以便硝化與反硝化能夠獨立地進行。

3. A/O系統

A/O脫氮除磷系統，即缺氧、好氧脫氮除磷系統。具有去除廢水中氮污染物的工藝，同時對脫磷亦有一定的效果。其工藝流程是讓廢水依次經歷缺氧、好氧兩個階段，故人們通稱為缺氧、好氧脫氮除磷系統，簡稱A/O系統。A/O系統流程簡單、運行管理方便，且很容易利用原廠改建，從而提高了出水水質。近年來已得到了越來越廣泛的應用。

4.缺氧/ 好氧工藝(簡稱A₂/O法)　　

A₂O 法處理工藝是在好氧條件下,污水中NH₃和銨鹽在硝化菌的作用下被氧化成NO₂-—N和NO₃-—N,然后在缺氧條件下,通過反硝化反應將NO₂-—N和NO₃-—N還原成N₂,達到脫氮的目的。A₂/O是目前普遍采用的工藝，它是在法A/O法的基礎上增加一個厭氧段和一個缺氧段。

5.厭氧—缺氧—好氧工藝(簡稱A1- A₂/O工藝)　　

A1—A2/O工藝和A2/O工藝同屬于硝化—反硝化為基本流程的生物脫氨工藝,所不同的是A1—A2/O工藝是在A1/O工藝基礎上增加了一級預處理段—厭氧段(A1) ,目的在于通過水解(酸化) 的預處理,改變廢水中難降解物質的分子結構,提高其可生化性,強化脫氮效果。

6.生物脫氮法新工藝

隨著生物脫氮技術的深入研究，其新發展卻突破了傳統理論的認識。近年來的許多研究表明:硝化反應不僅由自養菌完成,某些異養菌也可以進行硝化作用;反硝化不只在厭氧條件下進行,某些細菌也可在好氧條件下進行反硝化;而且,許多好氧反硝化菌同時也是異養硝化菌,并能把NH⁴⁺氧化成NO^2-后直接進行反硝化反應。生物脫氮技術在概念和工藝上的新發展主要有:短程(或簡捷) 硝化反硝化、同時硝化反硝化和厭氧氨氧化。

7.厭氧氨氧化工藝　　

厭氧氨氧化是以硝酸鹽為電子受體或以氨作為直接電子供體,進行硝酸鹽還原反應或將亞硝酸氮轉化為氮氣的反硝化反應。與傳統的硝化反硝化工藝或同時硝化反硝化工藝相比,氨的厭氧氧化具有不少突出的優點。

8.短程硝化反硝化工藝　　

短程硝化反硝化是將硝化控制在HNO₂階段而終止,隨后進行反硝化。

短程生物脫氫工藝的優點:可節省氧供應量約25% ,降低了能耗;節省反硝化所需碳源40% ,在C/N比一定的情況下,提高了TN去除率;減少污泥生成量可達50%;減少投堿量,縮短反應時間。但是短程硝化反硝化的缺點是不能夠長久穩定地維持HNO₂積累。

9.同時硝化反硝化工藝　　

所謂同時硝化反硝化工藝就是硝化反應和反硝化反應在同一反應器中,相同操作條件下同時發生的現象。同時硝化反硝化過程由于是在一個反應器中進行,它具有如下優點:完全脫氮,強化磷的去除;降低曝氣量,節省能耗并增加設備處理負荷,減少堿度的能耗;簡化系統的設計和操作,同時硝化反硝化工藝的不足之處就是影響因素較多,過程難以控制。

綜上，生物法處理氨氮廢水較穩定,但一般要求氨氮濃度在400mg/L以下,總氮去除率可達70%～95%。生物脫氮新工藝處理高濃度氨氮廢水效率比較高,目前實際投入運行的有短程硝化反硝化工藝和厭氧氨氧化工藝,但它們的工藝條件要求嚴格,特別是對溶解氧的要求更為嚴格,在實際應用中很難控制;其他新型脫氮技術也只是在實驗研究階段。對于高濃度含氮污水成分復雜,生物毒性大,為了取得很好的處理效果,必須針對不同行業和污水性質而采取不同的處理辦法。目前,焦化、味精、化肥等行業多采取A/O法,養殖行業一般采取SBR法(序批式生物反應法)。

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