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短程硝化反硝化中影响HNO2积累的因素分析

汪德生
（辽宁省环境科学研究院，辽宁沈阳110031）

摘要：介绍了短程硝化反硝化的生物脱氮机理，综述了短程硝化反硝化过程中影响HNO2积累的主要因素游离性氨
（FA）、pH、温度、溶解氧（DO）和污泥泥龄等，探讨了实现短程硝化反硝化的途径。

关键词：短程硝化；反硝化；HNO2；亚硝化菌；硝化菌
Abstract：Theprincipleofshortcutnitrification-denitrificationwasintroduced.Theresultsshowedthatthefactorsinfluencingthe

accumulationofHNO2werefreeammonia,pH，temperature,dissolveDoxygenandsludgeage.Thenmethodsforachievingshortcut
denitrificationwereputforward.

Keywords：shortcutnitrification-denitrification;denitrification;HNO2;nitrosobacteria;nitrobacterium
中图分类号：X703.1文献标识码：A文章编号：1674－1021（2010）06-0055-04

的硝化产物以-为主，-含量一般低于短
1引言NO3NO25%。
程硝化反硝化生物脱氮法是将硝化控制在形成亚硝
短程硝化反硝化生物脱氮工艺是近几年刚刚发
酸阶段，阻止亚硝酸的进一步硝化，然后直接进行反
展起来的新型生物脱氮技术。该技术具有节约能源、
硝化，其关键是在硝化阶段维持HNO长久稳定地
减少污泥产量和节省占地面积等优点，因此，受到国2
积累。与传统硝化反硝化方法相比，短程硝化反硝化
内外污水处理领域的广泛关注，并成为污水生物脱
具有以下优点［2］：减少了反硝化碳源；提高了反硝化
氮研究领域的热点
。效率；更低的生物产量，减少了剩余污泥的处理量；
2工艺原理减少了硝化反应需氧量。
生物脱氮是在微生物的作用下，将有机氮和3维持与影响因素
转化为和气体的过程，需经过硝化和
NH3-NN2NxO由于废水生物处理反应器均为开放的非纯培养
反硝化2个过程。传统生物脱氮工艺是将硝化过程
系统，如何控制硝化停止在HNO2阶段是实现短程
和反硝化过程作为2个独立的阶段分别安排在不同
生物脱氮的关键。传统硝化过程是由亚硝酸菌和硝
的反应器中实现的［1］，如式（1）。短程硝化反硝化新
酸菌协同完成的，由于这2类细菌在开放的生态系
工艺是利用硝酸菌和亚硝酸菌的差异，控制硝化反
统中形成较为紧密的互生关系，将氨氧化为硝酸，因
--
应只进行到NO2阶段，也就是造成大量的NO2累
此完全的亚硝酸化是不可能的。实现短程硝化反硝
积，然后就进行反硝化反应，如式（2）。
化的关键在于将+氧化控制在-阶段，阻止
+-NH4NO2
+O3+O3--+有机物-+有机物
-［3］
$"!

NHNONO$"NON!

#4##2###3%&NO22的进一步氧化，然后直接进行反硝化短程硝
#3#######NO。
（1）2
硝化反硝化-
化反硝化的标志是硝化产物持续稳定的NO2的累
--有机物
+O3-+积，要求硝化产物中-（--）值至少大于

$"!NO2/NO3+NO2

NHNO$"N!

##4##2%&NO3
##2##
（2）-
短程硝化短程反硝化0.5。因此，如何持久稳定地维持较高浓度NO2的积
-累及影响-积累的因素成为研究短程硝化反硝化
通过式（1）（2）可以看出，NO2在传统脱氮过程NO2
中经历了一个闭路循环，循环增加了硝化的曝气量的热点所在。
-
和反硝化有机物的需要量。在一般情况下，硝化中间通过查阅国内外大量的文献，总结出影响NO2
--
产物NO2很快地被氧化为NO3，因此传统生物脱氮积累的因素有游离性氨（FA）、pH、温度、溶解氧

收稿日期：2010－05－12；修订日期：2010-06-04。
作者简介：汪德生，男，1979年生，工程师，主要从事环境污染防治科研和管理工作。
环境保护与循环经济
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（DO）、污泥泥龄和有害物质等。虽然有很多因素会产生量大于氧化量，出现HNO2积累。进水负荷过大
-
导致硝化过程中NO2的积累，但目前对此现象的理所造成的HNO2积累也与水中总氨氮中浓度有关，

论解释还不充分，试验结果也不尽相同（如FA，DO冲击负荷也会造成HNO2积累。因此，只要控制系统
的抑制浓度水平等），现将其进行总结。中FA浓度介于硝酸菌抑制浓度和氨氧化菌抑制浓

3.1游离性氨（FA）度之间就可以保证氨氧化正常进行而HNO2氧化受
［4］
废水中氨