強化脫氮技術及其在污水處理中的運用

【資料簡介】

強化脫氮技術是指：在進行污染處理時，通過調整微生物結構，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。通過對該項技術的合理運用，可達到有效提升化合物降解效率，改善水源水質的目標，深受社會各界認可與關注。在此，筆者將重點對生物、物理以及化學三種強化脫氮技術及其在污水處理中的應用方式展開論述，具體內容如下。

1、強化脫氮技術及其在污水處理中的運用

1.1 物理強化脫氮技術

1.1.1 離子交換技術

離子交換技術是指：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。運用此種技術實施脫氮處理具有操作簡便、成本較低等方面的優勢，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

此種處理技術會通過對體系 pH 值得調節，保證 NH4+ 與 NH3 之間平衡，從而將氨氮轉化為游離氨形式。因為氣相中氨濃度要遠遠低于液相中氨平衡濃度，在經過曝氣處理后，液相中的發揮性溶質與氣體，會持續性進入到氣相之中，進而達到預想脫氮效果。此種脫氮技術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性強等方面的優勢。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，一般在低溫環境中，脫氮效率也會隨之變低，需引起技術人員重視。

1.2 生物強化脫氮技術

現階段，生物強化脫氮技術應用為廣泛。在具體進行污水脫氮處理時，技術人員會通過對營養物或者微生物的運用，提升處理系統內生物含量，進而對系統污染物降解能力進行提升，達到快速降解、提高廢水處理質量的目標 [2]。與傳統脫氮技術相比，該技術使用具有污染小、成本低以及處理效率高等方面優勢，值得大力推廣。目前已經明確的參與自然界氮元素循環的微生物，除傳統菌群之外，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。

以懸浮填料強化脫氮技術為例，傳統生物脫氮技術是按照脫氮過程兩階段理論開展的，而懸浮填料技術可在同一反應器中直接進行氮氣轉化，脫氮過程轉變為微生物內部以及絮體變成的微觀層面，可通過對運行參數的調整，在污泥表面及內部完成反硝化、硝化反應，進而達到理想的脫氮效果。在傳質阻力影響之下，微生物絮體內外 COD 以及溶解氧質量濃度并不相同，從外到內依次形成擴散區、好氧區、缺氧區三個部分。如果微生物絮體表層溶解氧質量濃度呈現出較高趨勢，硝化細菌含量較多，便容易發生氮氧以及有機物氧化。若絮體內部存在傳質阻力以及氧氣消耗影響，便會形成缺氧區，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

1.3.1 高氧化技術

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，此項技術的本質就是通過強氧化物質和污染物的結合、電子轉移以及取代等，對水體中污染物進行氧化降解，從而形成無毒或低毒物質，進而達到*礦化的效果。

在運用此項工藝實施污水處理時，會產生大量·OH，此種物質氧化還原電位較高，可對大部分有機物展開礦化處理;同時此項技術還可以與其他水處理技術共同進行使用，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，更加便于進行設備化管理。

1.3.2 化學沉淀技術

在利用該項工藝進行脫氮處理時，會通過向含氮污水內添加磷酸鹽以及鎂鹽的方式，通過讓其與 NH4+ 的反應，形成化學沉淀。在進行上述反應過程中，整體反應可能會因為沉淀劑類型、廢水初始氮濃度以及反應時間等因素的影響，而發生相應變化。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用較為廣泛，所獲得的氨氮處理經濟效益也較為理想，但該項技術同樣也存在著反應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、強化脫氮技術應用問題與展望

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

(2)強化脫氮技術研究主要可以從以下幾個方面入手：①雖然強化脫氮技術已經有了飛躍性發展，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以及強化脫氮技術推廣應用產生的影響均需要進行解決;②該項技術使用對于環境條件有較高要求，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應用潛力記性深度挖掘;③多數強化脫氮技術都有著反應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展開深度研究;④技術研究成果多在中試以及小試中進行，實際工程應用案例相對較少，實驗室研究成果還需要到實際工作中進行應用;⑤多數研究主要集中在強化脫氮技術機理研究方面，在分子生物學技術結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進行分析，從而達到不斷提高強化脫氮效率的目標。