[简答题]47、短程硝化过程中的影响因子

参考答案:生物脱氮的硝化过程是由AOB和NOB共同完成的；AOB的真正基质是水溶液中的游离氨，而NOB的真正基质是水溶液中的游离亚硝酸；AOB和NOB的生长还受到温度、PH值、DO、抑制物等因子影响。 　 1温度 　　 在4～45℃内，氨氧化细菌和硝化细菌均可进行。但在12～14℃时，此时的温度会严重抑制活性污泥中硝化菌的活性，出现NHO2―的积累；15～30℃时，硝化过程形成的NO2―完全被氧化成NO3―；当温度超过30℃后又出现NO2―的积累。细菌在高温和低温均可较好地实现亚硝酸盐的积累。 实验表明，低温也可实现短程硝化。在低温时，亚硝酸盐氧化菌利用氨氮的能力大于硝化细菌利用NO2-N的能力，从而造成NO2―的累积。所以，短程硝化反应器需要在较高温度的季节启动，缓慢降温，使AOB渐渐适应低温环境，保证氨氧化效果；在适宜的条件下实现短程硝化，同时通过实时控制使其稳定并优化污泥种群结构，进而在低温条件下维持短程硝化。要解决实际应用低温的问题，还需要寻找出适应北方低温的氨氧化细菌的菌株来。 2、DO浓度 　 对DO的控制实现短程硝化是将该技术应用于实际的一种较为理想的方法。它比较适合作为未来实际工程的控制参数，因为控制好曝气量、曝气频率以及曝气方式，就可较好地实现短程硝化。 　 在生物膜反应器中，当DO的浓度控制在0.5MG/L以下时，就可以使出水中亚硝酸氮占总硝态氮的90％以上。 　　 使用间歇曝气，阶段曝气等方法，来改变曝气方式以及曝气频率也可实现短程硝化。这些方法的共同点是使反应器内的DO值按一定规律周期性地升高降低，指示在一段时间内反应器处于厌氧状态。 DO浓度是AOB和NOB生长的重要影响因素之一，AOB和NOB的氧饱和常数分别为：0.3和1.1MG/L。可见AOB对氧的亲合力较NOB强，在低DO浓度下NOB的活性会显著减弱，使AOB生长速率大于NOB；虽然低DO浓度会使微生物代谢活动减弱，但硝化过程的氨氧化作用未受到明显影响，从而实现NO2――N的大量积累。 3、FA及FNA的影响 　 实验表明，FA对NOB和AOB产生抑制作用的浓度分别为0.1～1.1MG/L和10～15MG/L。而最新研究结果表明，FA浓度达到6 MG/L 时可完全抑制NOB的生长；FNA完全抑制NOB和AOB生长的浓度分别为0.02 MG/L和0.4 MG/L。因此可以利用FA或FNA的选择抑制作用使系统中的NOB受到抑制而AOB不受抑制，从而将硝化控制在亚硝化阶段；但NOB对FA的抑制具有适应性，若反应器长期运行短程硝化会被破坏。有相关研究者提出利用FA与FNA联合控制实现稳定的短程硝化过程，即在反应器启动初期利用废水中较高的FA浓度使NOB受到抑制之后，由于NO2――N大量积累，较低的PH值会导致较高的FNA浓度，从而可利用反应器前期较高浓度的FA和后期较高浓度的FNA共同维持短程硝化过程。 4、PH值 　　 由于硝酸菌和亚硝酸菌适宜生长的PH值范围不同，所以可以利用控制PH值的方法实现短程硝化。亚硝酸菌的适宜PH值在7.0～8.5，而硝酸菌的适宜PH值在6.0～7.5。只要将PH值控制在7.5～8.5就可较好地抑制硝酸菌，实现亚硝酸的累积。 　 PH虽然是实际中较容易控制的，但它也存在一定的缺点。它的缺点是需要PH的实时监控，和相配套的药剂自动投加设备及搅拌设备，并且药剂费用也增添了反应器运行费用，这些在一定程度上抵消了短程硝化本身的优势。 5SRT 　 通过SRT的控制是无法实现亚硝酸的积累的，SRT却是反应器短程硝化稳定运行的重要控制参数。泥龄控制偏低会导致硝酸菌和亚硝酸菌的流失，导致反应器处理能力的降低；泥龄过高会提高硝酸菌的数量，在低负荷下，反应器容易向全程硝化转化。选择适宜的SRT值是稳定实现短程硝化的关键参数。 6、抑制剂 对硝化反应有抑制作用的物质有：过高质量浓度的游离氨、重金属、有毒有害物质以及有机物。重金属会对硝化反应产生抑制，如AG、HG、CR、ZN等，其毒性作用由强到弱；当PH由高到低时，毒性由弱到强．锌、铜和铅等重金属对硝化反应的两个阶段都有抑制，但抑制程度不同。某些有机物如苯胺、邻甲酚和苯酚等对硝化细菌具有毒害或抑制作用，因为催化硝化反应的酶内含CU I一CU II电子对，凡是与酶中的蛋白质竞争CU或直接嵌入酶结构的有机物，均会对硝化细菌发生抑制作用。这些有机物对硝化菌的抑制作用要比亚硝化菌强，所以会在对含这类物质的污水生物脱氮中产生亚硝酸盐积累现象。