實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化的途徑

　　由于硝化菌的好氧特性，有可能在曝氣池中實(shí)現(xiàn)SND.實(shí)際上，很早以前人們就發(fā)現(xiàn)了曝氣池中氮的非同化損失（其損失量隨控制條件的不同約在10%～20%左右），對(duì)SND的研究也主要圍繞著氮的損失途徑來(lái)進(jìn)行，希望在不影響硝化效果的情況下提高曝氣池的脫氮效率。��

　�、倮�用某些微生物種群在好氧條件下具有反硝化的特性來(lái)實(shí)現(xiàn)SND.研究結(jié)果表明，Thiosphaera、Pseadonmonasnautica、Comamonossp.等微生物在好氧條件下可利用NOX-N進(jìn)行反硝化。如果將硝化菌和反硝化菌置于同一反應(yīng)器（曝氣池）內(nèi)混合培養(yǎng)，則可達(dá)到單個(gè)反應(yīng)器的同步硝化反硝化。盡管這些微生物的純培養(yǎng)結(jié)果令人滿意，但目前普遍認(rèn)為離實(shí)際應(yīng)用尚有距離，主要原因是實(shí)際污泥中這些菌群所占份額太小。��

　�、诶�用好氧活性污泥絮體中的缺氧區(qū)來(lái)實(shí)現(xiàn)SND.通常曝氣池中的DO維持在1～2mg/L，活性污泥大小具有一定的尺度，由于擴(kuò)散梯度的存在，在污泥顆粒的內(nèi)部可能存在著一個(gè)缺氧區(qū)，從而形成有利于反硝化的微環(huán)境。以往對(duì)曝氣池中氮的損失主要以此解釋，并被廣泛接受。如果污泥顆粒內(nèi)部厭氧區(qū)增大，反硝化效率就相應(yīng)提高。��

　　大量研究結(jié)果表明，活性污泥的SND主要是由污泥絮體內(nèi)部缺氧產(chǎn)生。要實(shí)現(xiàn)高效率的SND，關(guān)鍵是如何在曝氣條件下（不影響硝化效果）增大活性污泥顆粒內(nèi)部的缺氧區(qū)以實(shí)現(xiàn)反硝化。要達(dá)到這一目的，有兩種途徑可供選擇，即減小曝氣池內(nèi)混合液的DO濃度和提高活性污泥顆粒的尺度。��

　　降低曝氣池的DO濃度，即減小了O2的擴(kuò)散推動(dòng)力，可在不改變污泥顆粒尺度的條件下在其內(nèi)部形成較大的缺氧區(qū)。丹麥BioBalance公司發(fā)明的SymBio工藝即建立在此理論基礎(chǔ)之上（曝氣池DO維持在1mg/L以下），但在低DO濃度下硝化菌的活性將會(huì)降低，且極易形成諸如Sphaeroticulenatans/1701和H.Hydrossis之類的絲狀菌膨脹。因此，提高SND活性污泥顆粒的尺度，在不影響硝化效率的前提下達(dá)到高效的SND可能是最佳選擇。然而，由于曝氣池中氣泡的劇烈擾動(dòng)作用，活性污泥顆粒在曝氣條件下很難長(zhǎng)大，因此限制了活性污泥法SND效率的提高。��

　　實(shí)現(xiàn)活性污泥法的高效同步硝化反硝化，必須在曝氣狀態(tài)下滿足以下兩個(gè)條件：

　　①入流中的碳源應(yīng)盡可能少地被好氧氧化；��

　�、谄貧獬貎�(nèi)應(yīng)維持較大尺度的活性污泥。��

　　在連續(xù)流好氧條件下硝化發(fā)生在碳氧化之后，入流中的碳源被碳氧化或合成為細(xì)胞物質(zhì)，只有當(dāng)BOD濃度處于較低水平時(shí)硝化過(guò)程才開始。此時(shí)，即使污泥尺度較大也能形成有利于反硝化的微環(huán)境，但外源碳已消耗殆盡，只能利用內(nèi)源碳進(jìn)行反硝化，而內(nèi)源水平反硝化的反應(yīng)速率小，因此SND效率就低。在非連續(xù)條件下微生物的代謝模式則截然不同，入流中的碳源可在很短的時(shí)間內(nèi)被微生物大量吸收，并以聚合物或原始基質(zhì)的形態(tài)儲(chǔ)藏于體內(nèi)，從而使曝氣池中的碳源濃度迅速降低，為硝化創(chuàng)造良好條件。如果顆粒污泥較大，形成有利于反硝化的微環(huán)境，則微生物可利用預(yù)先儲(chǔ)存的基質(zhì)進(jìn)行反硝化。由于反硝化處在基質(zhì)水平，反硝化的速度快，SND效率就高。��