传统生物脱氮工艺的缺点及改进

传统生物脱氮工艺即在氨化、硝化和反硝化三个反应过程的基础上建立起来的脱氮方法。根据脱氮微生物在反应器内存在状态的差异，生物脱氮工艺可分为活性污泥法（悬浮生长）和生物膜法（附着生长）两类；根据除碳和硝化发生的反应器的位置差异，生物脱氮工艺又可分为单级处理系统（除碳和硝化发生在同一反应器内）和多级处理系统（除碳和硝化发生在不同反应器内）两类。目前，较为成熟且应用最为广泛的生物脱氮工艺包括三级活性污泥脱氮工艺［图1-3（a）］、缺氧/好氧（A/O）脱氮工艺［图1-3（b）］、Bardenpho工艺［图1-3（c）］、UCT工艺［图1-3（d）］等[40-42]。在此基础上改进后的A2/O、SBR、VIP、氧化沟等脱氮工艺也相继发展起来，并在实际工程中得到了较好的应用。

图1-3　传统生物脱氮工艺流程

然而，这些传统的生物脱氮工艺也存在诸多缺点，如：

（1）硝化菌群细胞产率较低、世代周期较长，为保持较高浓度的生物量，往往需要在较长的水力停留时间和较低的水力负荷条件下运行，降低了处理效能。(www.xing528.com)

（2）硝化菌群属于好氧微生物，将1 mol NH+4-N氧化为NO-2-N和NO3--N的过程分别需要消耗1.5 mol和2.0 mol O2，因此需要充足的能耗来维持供氧。

（3）硝化过程属于产生酸度的反应，为使该过程顺利进行，理论上每氧化1 g NH+4-N需要7.14 g碱度（以CaCO3计）来进行中和，增加了运行费用。

（4）污水中的有机物经曝气处理后大部分已被去除，而反硝化1 g NO3--N需要消耗2.86 g有机物（COD），因此往往需要外加有机碳源，增加了处理成本；特别是在处理低C/N污水时，碳源不足的问题严重限制了脱氮效率。

（5）为维持较高的生物浓度和良好的脱氮效果，工艺通常需要回流污泥和硝化液，工艺流程较长，运行费用和运行控制难度提高。