[摘 要]本文主要列舉了現(xiàn)階段生物膜法短程硝化反硝化的研究，得出不同生物膜法短程硝化反硝化的影響因素和如何控制條件以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化反硝化過程，以及對(duì)生物膜法短程硝化反硝化的研究進(jìn)行展望。

[關(guān)鍵詞]生物膜法；短程硝化反硝化；氨氧化菌；亞硝酸鹽累積

短程硝化反硝化技術(shù)以可以節(jié)省大約 25 %的耗氧量，大約40 %的反硝化碳源。該技術(shù)具有污泥產(chǎn)率低特點(diǎn)，已經(jīng)成為目前脫氮技術(shù)研究的焦點(diǎn)�；钚晕勰喾ㄓ绕涫切蚺椒磻�(yīng)器(SBR)的短程硝化反硝化技術(shù)已經(jīng)挺成熟了，生物膜法短程硝化反硝化雖然沒有活性污泥法的那么成熟，但也有一定的研究，而且有很大的研究空間。

1 短程硝化反硝化理論及其影響因素

1.1 短程硝化反硝化原理

硝化過程分為兩個(gè)反應(yīng)步驟，把廢水中的游離氨轉(zhuǎn)變成硝酸鹽過程，第一個(gè)反應(yīng)為在氨氧化菌的作用下將氨氮轉(zhuǎn)變成亞硝酸鹽的過程；第二個(gè)反應(yīng)為亞硝酸氧化菌的作用下把亞硝酸鹽轉(zhuǎn)變成硝酸鹽(NO3-)的過程。硝化過程必須為有氧環(huán)境下反應(yīng)的，氧氣起著電子受體的作用，短程硝化反硝化技術(shù)為把硝化過程控制在亞硝化過程，實(shí)現(xiàn)亞硝酸鹽的累積。

1.2 短程硝化的影響因素

NO2-積累的影響因素主要有溫度、游離氨(FA)、pH、溶解氧濃度、抑制劑、泥齡等。詳見表 1。

2 生物膜法原理及特點(diǎn)

2.1 生物膜法原理

生物膜反應(yīng)器內(nèi)的載體上分布著微生物，微生物與進(jìn)入反應(yīng)器的污水接觸后，微生物吸收消化污水中的有機(jī)物來生長(zhǎng)，繁殖，從而可以達(dá)到去除污水中的污染物。因?yàn)槲⑸锕潭ㄔ诜磻?yīng)器內(nèi)，它不會(huì)和廢水一起流出去，從而可以達(dá)到污泥的停留時(shí)間(SRT)與水力的停留時(shí)間(HRT)實(shí)現(xiàn)分離的情況。這種情況并不能在活性污泥法中實(shí)現(xiàn)。

2.2 生物膜法特點(diǎn)

生物膜法相比于活性污泥法，它具有如下特點(diǎn)[8]：

(1)微生物種群的多樣化，微生物種群食物鏈較長(zhǎng)，可以達(dá)到較高單位面積處理能力；

(2)功能微生物菌群進(jìn)行分區(qū)域代謝，從而提高功能菌群對(duì)有機(jī)物的降解以及提高較難降解的污染物去除效率，從而可以增加脫氮除磷效率；

(3)具有較高的對(duì)進(jìn)水水量、水質(zhì)變化適應(yīng)性，增加生化處理工藝的沖擊負(fù)荷；

(4)產(chǎn)生的剩余污泥量較少，從而具有較低的污泥處置費(fèi)用；

(5)比較適用于濃度較低的污水處理；

(6)容易維護(hù)，管理較為方便，能耗消耗較低。

3 生物膜法短程硝化反硝化研究進(jìn)展

陳旭配制了聚乙烯醇縮甲醛的高分子懸浮填料，—種懸浮多孔填料，并且利用用這種懸浮填料為載體的流化床，馴化好的氨氧化菌加入流化床系統(tǒng)后，然后通過保持 DO 濃度在 2.0 mg/L左右，pH 值保持在 8.0~8.5 期間，溫度保持在約為 300 ℃左右的環(huán)境下，可以發(fā)生短程硝化反硝化的現(xiàn)象，NH3-N 的去除率高達(dá)90 %，亞硝酸鹽的積累率高于 90 %。

Huihui Chen等研究無紡布生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器的短程硝化反硝化，結(jié)果表明無紡布生物轉(zhuǎn)盤反應(yīng)器的短程硝化反硝化的穩(wěn)定存在條件：是用恒溫箱保持溫度 35 ℃，pH：8~8.2，DO：0.4-0.6mg/L，C/N：1∶2。利用 SEM 和 FISH 驗(yàn)證了短程硝化反硝化這個(gè)過程穩(wěn)定存在于反應(yīng)器中，F(xiàn)ISH 結(jié)果顯示生物膜表面主要微生物種群為氨氧化菌，氨氧化菌與反硝化菌構(gòu)成生物膜的內(nèi)部厭氧。

X.M.Hu等研究填料為陶瓷球的內(nèi)循環(huán)移動(dòng)生物膜反應(yīng)器存在短程硝化反硝化過程，通過測(cè)定 NO2-的為累積率 65 %，但并沒有涉及分子微生物學(xué)進(jìn)行深入分析驗(yàn)證。

范美霖等研究生物強(qiáng)化 MBR-AF 工藝短程硝化反硝化，他們將短程硝化功能菌和反硝化功能菌分別接種至膜生物反應(yīng)器(MBR)和內(nèi)置耦合陶瓷環(huán)-塑料環(huán)填料，填充率為 50 %的上流式厭氧生物濾池(AF)中，構(gòu)建了生物強(qiáng)化的 MBR-AF 短程硝化反硝化技術(shù)，活性污泥法是空白樣，研究該技術(shù)處理高氨氮污水脫氮效果。結(jié)果顯示，生物強(qiáng)化的膜生物反應(yīng)器(MBR)的啟動(dòng)時(shí)間較短，只需要 30 天，然而活性污泥法的膜生物反應(yīng)器(MBR)的啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)到 100 天；生物強(qiáng)化的膜生物反應(yīng)器(MBR)亞硝酸鹽氮累積率一直保持 95 %以上；在 30 ℃環(huán)境下，伴隨系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，生物強(qiáng)化的 MBR-AF技術(shù)TN的去除率一直提高，可提高至 90 %，高于活性污泥法的系統(tǒng) 20 %。

Baolin Hou等研究堿度對(duì)用移動(dòng)床生物反應(yīng)器處理煤化工廢水的亞硝酸鹽的積累的影響，填料是聚乙烯圓球，填充率是35 %，反應(yīng)器底部有曝氣裝置使載體處于流動(dòng)狀態(tài)，研究表明反應(yīng)器存在短程硝化反硝化過程，并且堿度對(duì)其有很大的影響作用。

4 生物膜法短程硝化反硝化研究展望

雖然有很多的研究已經(jīng)表明生物膜法可以特定運(yùn)行環(huán)境下可以出現(xiàn)短程硝化反硝化過程，但是對(duì)其研究還是處于比較淺的水平，并沒有采用更多的分子生物技術(shù)對(duì)生物膜不同厚度處的微生物進(jìn)行深入的分析和驗(yàn)證；已發(fā)現(xiàn)存在短程硝化反硝化的生物膜法中反應(yīng)器的填料都是普通的陶瓷顆粒和聚乙烯球，可以研究新型填料，更適合出現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化反硝化過程的填料。

作者：余春菲，廣州市環(huán)境保護(hù)公司設(shè)計(jì)院有限公司

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