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摘要:近些年,我国经济虽然得到了快速的进步,但在过程中却出现了很多问题。其中污水问题对经济,自然环境与社会发展带来了巨大的影响。在污水问题日益严重的今天,做好污水处理技术的研发工作显得十分重要。本文对脱氮技术的研究进展进行介绍,对脱氮技术在污水处理中的使用方式和效果进行研究,并根据污水处理的需要对脱氮技术未来的发展提出建议。
关键词:生物强化;工艺强化;脱氮技术;研究进展
引言:我国的环境保护力度不断提高,对污水处理问题给予了较大的关注。在传统技术中,脱氮技术因为对氧气的使用量比较大,并且在应用需要配合有机碳,因此传统的脱氮技术已经不能满足于污水处理的需要,在此要求之下,强化脱氮技术应运而生。
1.生物强化脱氮技术
生物强化脱氮技术是在技术应用中将微生物和某些营养物质进行处理,加入到污水处理中。以此实现系统内微生物数量的增加,应用微生物的强大降解能力对污染物快速分解,达到污水处理的要求标准。强化脱氮技术在实际的应用过程中可以有效降低因为脱氮技术的应用而产生的水体富营养化问题。强化脱氮技术有着成本低廉,处理速度快,以及对水体污染小的优势。随着相关技术的发展,生物脱氮技术已经得到了深入的发展,在有关的技术和理论上都有了明显的进步。
以下对几种微生物脱氮方式进行介绍:
1.1厌氧氨氧化菌强化脱氮
厌氧氨氧化体是此项生物技术的主要化学反应成分,这种微生物体有着紧密的膜状细胞器,在运用中厌氧氨氧化体会将NH4+作为电子的提供方,将NO2-作为电子的接受方,通过化学反应生成N2,以此实现最终的脱氮目的。
厌氧氨氧化有着以下几个明显的特点:
第一,通过厌氧氨氧菌进行脱氮无需加入碳源,此类菌种为自养菌。
第二,在厌氧氨氧化过程中不会产生碱,并且需要在气温适宜的环境中进行化学反应。
第三,在厌氧氨氧化化学反应中缺少氧气,以此导致实际能耗比较低。
在此项强化脱氮技术应用中需要注意到NH4+和NO2-的实际含量,进行化学反应的周边温度,以及溶解氧的影响。这三项直接关系到了厌氧氨氧化菌代谢的能力。对污水脱氮技术的应用有着重要的意义。厌氧氨氧化菌的使用,为脱氮技术的应用提供了新的方法,有利于此项技术的发展进步。
1.2反硝化聚磷微生物强化脱氧
反硝化聚磷菌最早在1996年被荷兰的生物学家所发现。反硝化聚磷微生物主要由兼性厌氧菌构成,这种菌类能够在厌氧条件下完成对乙酸等具有挥发性物质的运输,使其能够在细胞中转化成为乙酰辅酶,并通过一系列化学反应最终转化为聚β羟基烷酸,最终保存在微生物体内。在好氧条件下,反硝化聚磷菌能够通过氧气在电子受体的体内存储聚β羟基烷酸。此类技术与传统的脱氮技术相比寄到能够节约一半以上的有机碳源,和三分之一的曝气量,最终实现污水处理过程中污泥的有效减少。
在反硝化聚磷菌进行化学反应的过程中,主要受到温度的,PH值,有机碳源,以及氮源的影响。因此在实际的应用过程中需要特别关注这几个方面。
反硝化聚磷菌的发现和应用,将微生物脱氮技术向前推进了一大步,为污水处理工作提供了新的方法。
2.工艺强化脱氮技术
为了将污水处理过程中的氮化物含量控制在相关标准要求之内,我国科研人员针对污水处理中的强化脱氮技术进行了改进。在测试过程中,工作人员将影响此类技术的主要因素进行了充分的实验,其中包括的影响因素主要有,化学反应环境的温度,曝气量,反应时间等。虽然对多项影响要素进行测试有利于提高处理能力,但是却增加了处理的成本。研究人员通过不断的完善与创新推出了许多全新的强化脱氮污水处理技术。以下对几种新型强化脱氮技术进行主要介绍:
2.1短程硝化与反硝化工艺
此项技术主要对化学反应的具体参数进行有效控制,让氨氧化过程能够保持在亚硝酸盐的阶段,并且使用亚硝酸盐实现反硝化过程。这种新型的反硝化工艺与传统技术相比有着明显的优势,新工艺的应用使得整个反应过程中曝气量减少了四分之一,有机碳源节约近二分之一,并且反硝化的产生速率却翻了一倍。这些明显的反应,使得污水处理过程中污泥的产生量明显下降,水利留存时间有所减低。短程硝化反硝化工艺的关键是对反应参数进行有效控制,以此实现氨氧化菌在短时间内的迅速增殖。在此工艺的应用过程中,需要对反应区域环境温度,pH值,DO含量等进行关注,通过对这几类关键因素的把控,将AOB的活性不断提高,以此来实现短程硝化与反硝化。
2.2好氧颗粒污泥
此项工艺技术是在好氧环境中进行的,应用微生物技术制成专用的生物膜,这种生物膜主要是将活性污泥进行特殊排列,形成的生物膜有着规则的外观清晰的轮廓特征,并且在实际应用中有着良好的沉降性能和较高的耐负荷性。这种技术因为工艺技术操作方便,并且存在着明显的有点,已经成为当前应用价值最高的污水处理工艺。这种工艺中的颗粒污泥,能够在好氧区域发生硝化反应,在化学反应后会生成氮元素,此项工艺在使用中会受到多种因素的影响,主要包含,有机碳源,DO含量,pH值以及颗粒直径,环境温度等。做好这些因素的研究工作对好氧颗粒污泥工艺的应用有着重要的意义。
3.结语
综上所述,有关强化脱氮技术在污水处理中的研究一定取得了一定的成果,大量的先进技术工艺被应用到污水处理工作之中,污水处理的效率和质量得到了提高,但是在实际应用中,某些强化脱氮技术还存在明显的问题和不足,有关有机碳源的问题和应用周期的问题仍然存在,在这种情况之下,需要根据我国污水处理的实际需要,并结合实际的强化脱氮技术研究成果,不断研发新的污水强化脱氮技术,保护生态环境,促进人与自然和谐发展。
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