強(qiáng)化脫氮技術(shù)及其在污水處理中的運(yùn)用

【資料簡(jiǎn)介】

強(qiáng)化脫氮技術(shù)是指：在進(jìn)行污染處理時(shí)，通過(guò)調(diào)整微生物結(jié)構(gòu)，增加物理、化學(xué)手段，提升含氮氧化合物降解能力水平的工藝技術(shù)。通過(guò)對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的合理運(yùn)用，可達(dá)到有效提升化合物降解效率，改善水源水質(zhì)的目標(biāo)，深受社會(huì)各界認(rèn)可與關(guān)注。在此，筆者將重點(diǎn)對(duì)生物、物理以及化學(xué)三種強(qiáng)化脫氮技術(shù)及其在污水處理中的應(yīng)用方式展開(kāi)論述，具體內(nèi)容如下。

1、強(qiáng)化脫氮技術(shù)及其在污水處理中的運(yùn)用

1.1 物理強(qiáng)化脫氮技術(shù)

1.1.1 離子交換技術(shù)

離子交換技術(shù)是指：運(yùn)用具有選擇性吸附作用的材料對(duì)水中氮元素進(jìn)行去除的工藝。此種技術(shù)常用吸附材料主要有，硅藻土、離子交換樹(shù)脂以及樹(shù)脂吸附劑等。運(yùn)用此種技術(shù)實(shí)施脫氮處理具有操作簡(jiǎn)便、成本較低等方面的優(yōu)勢(shì)，主要用于低濃度氨氮廢水處理，但該項(xiàng)脫氮工藝同樣也存在著吸附劑蘇醒頻繁以及復(fù)蘇液會(huì)產(chǎn)生二次污染等問(wèn)題，對(duì)工藝推廣形成了一定限制。

1.1.2 吹脫技術(shù)

此種處理技術(shù)會(huì)通過(guò)對(duì)體系 pH 值得調(diào)節(jié)，保證 NH4+ 與 NH3 之間平衡，從而將氨氮轉(zhuǎn)化為游離氨形式。因?yàn)闅庀嘀邪睗舛纫h(yuǎn)遠(yuǎn)低于液相中氨平衡濃度，在經(jīng)過(guò)曝氣處理后，液相中的發(fā)揮性溶質(zhì)與氣體，會(huì)持續(xù)性進(jìn)入到氣相之中，進(jìn)而達(dá)到預(yù)想脫氮效果。此種脫氮技術(shù)多用于流量大且濃度高的氨氮廢水處理，運(yùn)行成本較為合理性，具有工藝簡(jiǎn)單以及適應(yīng)性強(qiáng)等方面的優(yōu)勢(shì)。但運(yùn)用此項(xiàng)所獲得氨氣，往往存在著容易受到溫度影響的問(wèn)題，一般在低溫環(huán)境中，脫氮效率也會(huì)隨之變低，需引起技術(shù)人員重視。

1.2 生物強(qiáng)化脫氮技術(shù)

現(xiàn)階段，生物強(qiáng)化脫氮技術(shù)應(yīng)用為廣泛。在具體進(jìn)行污水脫氮處理時(shí)，技術(shù)人員會(huì)通過(guò)對(duì)營(yíng)養(yǎng)物或者微生物的運(yùn)用，提升處理系統(tǒng)內(nèi)生物含量，進(jìn)而對(duì)系統(tǒng)污染物降解能力進(jìn)行提升，達(dá)到快速降解、提高廢水處理質(zhì)量的目標(biāo) [2]。與傳統(tǒng)脫氮技術(shù)相比，該技術(shù)使用具有污染小、成本低以及處理效率高等方面優(yōu)勢(shì)，值得大力推廣。目前已經(jīng)明確的參與自然界氮元素循環(huán)的微生物，除傳統(tǒng)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(zhì)。

以懸浮填料強(qiáng)化脫氮技術(shù)為例，傳統(tǒng)生物脫氮技術(shù)是按照脫氮過(guò)程兩階段理論開(kāi)展的，而懸浮填料技術(shù)可在同一反應(yīng)器中直接進(jìn)行氮?dú)廪D(zhuǎn)化，脫氮過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)槲⑸飪?nèi)部以及絮體變成的微觀層面，可通過(guò)對(duì)運(yùn)行參數(shù)的調(diào)整，在污泥表面及內(nèi)部完成反硝化、硝化反應(yīng)，進(jìn)而達(dá)到理想的脫氮效果。在傳質(zhì)阻力影響之下，微生物絮體內(nèi)外 COD 以及溶解氧質(zhì)量濃度并不相同，從外到內(nèi)依次形成擴(kuò)散區(qū)、好氧區(qū)、缺氧區(qū)三個(gè)部分。如果微生物絮體表層溶解氧質(zhì)量濃度呈現(xiàn)出較高趨勢(shì)，硝化細(xì)菌含量較多，便容易發(fā)生氮氧以及有機(jī)物氧化。若絮體內(nèi)部存在傳質(zhì)阻力以及氧氣消耗影響，便會(huì)形成缺氧區(qū)，會(huì)通過(guò)硝化細(xì)菌傳遞的方式，完成有機(jī)物反硝化脫氧過(guò)程。

1.3化學(xué)強(qiáng)化脫氮技術(shù)

1.3.1 高氧化技術(shù)

在使用該項(xiàng)處理工藝時(shí)，會(huì)通過(guò)羥基自由基的合理運(yùn)用對(duì)污水中污染物進(jìn)行消除，此項(xiàng)技術(shù)的本質(zhì)就是通過(guò)強(qiáng)氧化物質(zhì)和污染物的結(jié)合、電子轉(zhuǎn)移以及取代等，對(duì)水體中污染物進(jìn)行氧化降解，從而形成無(wú)毒或低毒物質(zhì)，進(jìn)而達(dá)到*礦化的效果。

在運(yùn)用此項(xiàng)工藝實(shí)施污水處理時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量·OH，此種物質(zhì)氧化還原電位較高，可對(duì)大部分有機(jī)物展開(kāi)礦化處理;同時(shí)此項(xiàng)技術(shù)還可以與其他水處理技術(shù)共同進(jìn)行使用，可作為生物處理中的預(yù)處理手段，也可作為深度處理手段，操作較為簡(jiǎn)單，容易被控制，更加便于進(jìn)行設(shè)備化管理。

1.3.2 化學(xué)沉淀技術(shù)

在利用該項(xiàng)工藝進(jìn)行脫氮處理時(shí)，會(huì)通過(guò)向含氮污水內(nèi)添加磷酸鹽以及鎂鹽的方式，通過(guò)讓其與 NH4+ 的反應(yīng)，形成化學(xué)沉淀。在進(jìn)行上述反應(yīng)過(guò)程中，整體反應(yīng)可能會(huì)因?yàn)槌恋韯╊愋?、廢水初始氮濃度以及反應(yīng)時(shí)間等因素的影響，而發(fā)生相應(yīng)變化。由于該項(xiàng)處理工藝較為簡(jiǎn)單且適用性較強(qiáng)，因此在脫氮工程中應(yīng)用較為廣泛，所獲得的氨氮處理經(jīng)濟(jì)效益也較為理想，但該項(xiàng)技術(shù)同樣也存在著反應(yīng)過(guò)程容易受到影響以及處理后磷、鹽含量增加等方面的問(wèn)題，需要不斷進(jìn)行改進(jìn)。

2、強(qiáng)化脫氮技術(shù)應(yīng)用問(wèn)題與展望

(1)現(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)強(qiáng)化脫氮技術(shù)發(fā)展已經(jīng)取得一定進(jìn)步，技術(shù)機(jī)理研究方面進(jìn)展較為顯著，但就整體而言，國(guó)內(nèi)污水強(qiáng)化脫氮技術(shù)仍然存在一定問(wèn)題，比如需要添加化學(xué)藥劑以及外碳源等[3]。所以有關(guān)研究部門(mén)要繼續(xù)加大對(duì)強(qiáng)化脫氮技術(shù)的研究力度，要通過(guò)不斷研究與探索，探尋出符合我國(guó)國(guó)情的低耗節(jié)能強(qiáng)化脫氮技術(shù)。

(2)強(qiáng)化脫氮技術(shù)研究主要可以從以下幾個(gè)方面入手：①雖然強(qiáng)化脫氮技術(shù)已經(jīng)有了飛躍性發(fā)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(duì)強(qiáng)化脫氮菌劑開(kāi)發(fā)以及強(qiáng)化脫氮技術(shù)推廣應(yīng)用產(chǎn)生的影響均需要進(jìn)行解決;②該項(xiàng)技術(shù)使用對(duì)于環(huán)境條件有較高要求，在使用時(shí)需要付出較大代價(jià)，還需要進(jìn)一步對(duì)強(qiáng)化脫氮技術(shù)應(yīng)用潛力記性深度挖掘;③多數(shù)強(qiáng)化脫氮技術(shù)都有著反應(yīng)器啟動(dòng)周期較長(zhǎng)以及 TN去負(fù)荷較低等方面的問(wèn)題，需要對(duì)工藝組合與新型脫氮工藝開(kāi)發(fā)展開(kāi)深度研究;④技術(shù)研究成果多在中試以及小試中進(jìn)行，實(shí)際工程應(yīng)用案例相對(duì)較少，實(shí)驗(yàn)室研究成果還需要到實(shí)際工作中進(jìn)行應(yīng)用;⑤多數(shù)研究主要集中在強(qiáng)化脫氮技術(shù)機(jī)理研究方面，在分子生物學(xué)技術(shù)結(jié)合方面研究相對(duì)較少，還需要對(duì)基因改組與基因重組等分子生物學(xué)技術(shù)進(jìn)行分析，從而達(dá)到不斷提高強(qiáng)化脫氮效率的目標(biāo)。