污水处理系统中的生物脱氮工艺

反硝化作用

• 硝酸盐生物还原为一氧化氮、氧化亚氮和氮气
• 包括硝化和反硝化作用
• 与氨汽提、断点氯化和离子交换相比，生物脱氮（BNR）更具成本效益，使用频率更高；
• BNR用于废水处理哪里
  • 有人担心富营养化；
  • 必须保护地下水，防止NO3-N浓度升高；
  • 污水处理厂废水用于地下水补给和其他再生水应用

过程描述

生物过程中可能出现两种硝酸盐去除模式：

1. 吸收和
2. 异化硝酸还原

同化硝酸盐还原

• 包括将硝酸盐还原成氨，用于细胞合成；
• 当NH4-N不可用且与DO浓度无关时发生

异化硝酸还原

• 硝酸盐或亚硝酸盐用作各种有机或无机电子供体氧化的电子受体

基质驱动（前置反硝化）

• 图7-21（a）城市污水处理厂中用于生物脱氮（BNR）的最常见工艺；
• 工艺由缺氧池和曝气池组成;
• 曝气池产生的硝酸盐循环回缺氧池；
• 进水WW中的有机基质为硝酸盐氧化还原反应提供电子给体;过程称为底物反硝化;
• 此外，由于缺氧过程先于曝气池，所以该过程被称为预毒性反硝化

内源驱动（中毒后反硝化）

• 图7-21（b），硝化后发生反硝化
• 电子供体来源于内生衰变；
• 这一过程被称为中毒后反硝化，因为BOD的去除是首先发生的，并且不能驱动硝酸盐还原反应
• 依靠内源性呼吸获得能量
• 反应速度比前毒性过程慢得多
• 添加甲醇或醋酸盐等外源碳源，为硝酸盐还原提供充足的BOD，并提高反硝化速率
• 包括悬挂式和附着式生长系统