“0”碳源＋低温稳定运行，污水脱氮进入新时代！

    导读：目前，污水处理以生物脱氮为主，其脱氮原理为经过好氧硝化、缺氧反硝化，将污水中的氮元素转化为无害的氮气。常见的脱氮工艺有A2/O、SBR等。在污泥的回流比及混合液的回流比为50-100%和100%下，对NH4 -N的去除率在60-70%，传统的A/O或A2/O工艺要达到较好脱氮效果，必须要求有400%高的回流比，能耗高。
　　氮、磷元素的大量排放会造成水体的富营养化，因此我国将氨氮和总磷作为评价污水处理厂处理效果的重要考核指标。目前污水处理以生物脱氮为主，其脱氮原理为经过好氧硝化、缺氧反硝化，将污水中的氮元素转化为无害的氮气。
 
　　常见的脱氮工艺有A2/O、SBR等。在污泥的回流比及混合液的回流比为50-100%和100%下，对NH4+-N的去除率在60-70%，传统的A/O或A2/O工艺要达到较好脱氮效果，必须要求有400%高的回流比，能耗高。2015年国家新环保法的颁布和“水十条”的出台，使氮、磷等污染物的排放标准更为严格，对于总氮较高的各类废水，传统的活性污泥法和生物膜法很难达到国家排放标准。
 
　　接触氧化法脱氮
　　接触氧化法具备传统活性污泥法和生物膜法两者的优点，基本工艺由接触氧化池和沉淀池两部分组成，具体情况根据进水水质和处理效果选用一级接触氧化池或多级接触氧化池，如图1、图2。

图1 一级接触氧化工艺流程图
　　

图2 二级接触氧化工艺

　  填料是生物接触氧化工艺的核心，其性能对废水处理过程的效率、能耗、稳定性及可靠性均有直接影响。现在市场上常用的是组合填料和弹性填料，但其挂膜量少，处理效果不佳，抗冲击能力低。国外的TBR填料性能良好，处理效果较理想，但其价格偏高，大部分企业难以承受，因此有必要开发一种性能良好的脱氮填料，使其能去除废水处理系统中的NH4+-N和TN，使高氮废水经处理后能达到GB18918-2002的一级排放的A标准。
 
　　高效脱氮填料性能优势
　  对于生物脱氮来说，最重要的影响因素有4点，分别是碳源、pH值、溶解氧、温度四项。
　　高效脱氮填料由有机和无机复合材质合成，传质良好，生物膜膜内形成DO梯度，生物膜外层为好氧环境、中间为缺氧层和内部为厌氧环境，形成无数个微观的A2/O工艺。
 
　　在高效脱氮填料悬浮组合A2/O工艺的运行过程中，通过水解酸化池的出水可提高生化性，无论在A/O池运用处于O池(好氧)或A(缺氧)状态，均可以保持较高的O池(好氧)或A(缺氧)SND的状态，可以在表面进行硝化作用，而由于内部逐渐降低O2的浓度，从而保持絮体内部一定深度的缺氧层不被氧气穿透，产生反硝化作用。
 
　　硝化作用的产物可直接作为反硝化作用的底物被去除，避免了培养过程中硝酸盐的积累对硝化细菌的抑制，以及由于硝化作用造成的pH值下降，形成同步硝化反硝化(SND),从而加速硝化反应的进程，生物脱氮工艺将更加简化而效能却大为提高，因而能达到远高于传统A2/O工艺的脱氮率。
 
　　反硝化菌是异养微生物，其反硝化过程需要碳源。高效脱氮填料生物膜内部存在厌氧层，可对难降解的大分子有机污染物进行开环断链作用后为反硝化细菌提供营养源，充分利用水体中原有的有机碳源，无需外加碳源。
 
　　现有的传统活性污泥和接触氧化工艺在冬季脱氮效果极差。在环境温度-20℃和水温8-12℃下，活性污泥系统不利于硝化菌生长。高效脱氮填料固定化效果好，能形成微生物分布梯度，对水质水量的骤变有较强的适应能力，在低温条件下可以稳定运行，保持较高脱NH4+-N和TN的效果。
 
　　对比传统活性污泥工艺剩余活性污泥产量高，研发的高效脱氮填料具有更强的微生物亲和性，填料上MLSS高达20g/L，形成一个复杂的生态系统，可以形成多条较长的食物链，如细菌→原生动物→后生动物。起捕食者的作用，它们捕食细菌，将污泥转化为能量、水和二氧化碳，可以使活性污泥减量化50%，在水中使用寿命可达10年以上。
 
　　高效脱氮填料具有挂膜快、挂膜量多、使用寿命长、抗冲击能力强、冲击后恢复时间短等特点，弥补国内高性能脱氮填料的空白，提升了生物接触氧化工艺的性能，为高NH4+-N污水处理提供了技术支撑，加快了企业排污治理水平，对改善我国水环境质量有着重要的应用价值。