高浓度氨氮废水的高效生物脱氮途径
垃圾填埋场的渗滤液属高浓度氨氮废水,后期渗滤液的氨氮浓度达2000mg/L以上,如利用生物法脱氮,反硝化需7500mg/L以上的碳源,而渗滤液本身所能提供的碳源明显不足,外加碳源则会增加处理成本。因此,研究高效脱氮工艺具有重要意义。近些年来在生物脱氮理论方面有了许多进展,亚硝酸盐硝化反硝化受到重视,发现了厌氧氨氧化和好氧反硝化微生物的生物化学作用,从而为高浓度氨氮废水的高效生物脱氮提供了可能的途径。
1 传统生物脱氮原理
硝化反应是由一类自养好氧微生物完成的,它包括两个步骤:第一步称为亚硝化过程,是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐,亚硝酸菌中有亚硝酸单胞菌属、亚硝酸螺杆菌属和硝化球菌属;第二步称为硝化过程,由硝酸菌(包括硝酸杆菌属、螺菌属和球菌属)将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌,都利用无机碳化合物如CO32-、HCO3-和CO2作为碳源,从NH3、NH4 或NO2-的氧化反应中获取能量。
亚硝酸菌和硝酸菌的特性大致相似,但前者的世代期较短,生长率较快,因此较能适应冲击负荷和不利的环境条件;当硝酸菌受到抑制时,有可能出现NO-2积累的情况。
反硝化反应是由一群异养型微生物完成的,它的主要作用是将硝酸盐或亚硝酸盐还原成气态氮或N2O,反应在无分子态氧的条件下进行。反硝化细菌在自然界很普遍,多数是兼性的,在溶解氧浓度极低的环境中可利用硝酸盐中的氧作为电子受体,有机物则作为碳源及电子供体提供能量并被氧化稳定。
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