高濃度氨氮廢水的高效生物脫氮途徑
垃圾填埋場(chǎng)的滲濾液屬高濃度氨氮廢水,后期滲濾液的氨氮濃度達(dá)2000mg/L以上,如利用生物法脫氮,反硝化需7500mg/L以上的碳源,而滲濾液本身所能提供的碳源明顯不足,外加碳源則會(huì)增加處理成本。因此,研究高效脫氮工藝具有重要意義。近些年來(lái)在生物脫氮理論方面有了許多進(jìn)展,亞硝酸鹽硝化反硝化受到重視,發(fā)現(xiàn)了厭氧氨氧化和好氧反硝化微生物的生物化學(xué)作用,從而為高濃度氨氮廢水的高效生物脫氮提供了可能的途徑。
1 傳統(tǒng)生物脫氮原理
硝化反應(yīng)是由一類(lèi)自養(yǎng)好氧微生物完成的,它包括兩個(gè)步驟:第一步稱(chēng)為亞硝化過(guò)程,是由亞硝酸菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽,亞硝酸菌中有亞硝酸單胞菌屬、亞硝酸螺桿菌屬和硝化球菌屬;第二步稱(chēng)為硝化過(guò)程,由硝酸菌(包括硝酸桿菌屬、螺菌屬和球菌屬)將亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化為硝酸鹽。亞硝酸菌和硝酸菌統(tǒng)稱(chēng)為硝化菌,都利用無(wú)機(jī)碳化合物如CO32-、HCO3-和CO2作為碳源,從NH3、NH4 或NO2-的氧化反應(yīng)中獲取能量。
亞硝酸菌和硝酸菌的特性大致相似,但前者的世代期較短,生長(zhǎng)率較快,因此較能適應(yīng)沖擊負(fù)荷和不利的環(huán)境條件;當(dāng)硝酸菌受到抑制時(shí),有可能出現(xiàn)NO-2積累的情況。
反硝化反應(yīng)是由一群異養(yǎng)型微生物完成的,它的主要作用是將硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成氣態(tài)氮或N2O,反應(yīng)在無(wú)分子態(tài)氧的條件下進(jìn)行。反硝化細(xì)菌在自然界很普遍,多數(shù)是兼性的,在溶解氧濃度極低的環(huán)境中可利用硝酸鹽中的氧作為電子受體,有機(jī)物則作為碳源及電子供體提供能量并被氧化穩(wěn)定。
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