详细解读溶解氧对硝化反硝化的影响

详细解读溶解氧对硝化反硝化的影响

溶解氧是污水处理过程中一个关键的控制参数，它对硝化和反硝化过程有着重要影响。本文详细探讨了溶解氧如何影响这两个过程，并介绍了同步硝化反硝化技术的最新进展。

溶解氧对硝化的影响

溶解氧对硝化过程的影响主要体现在以下几个方面：微生物载体类型、溶解氧浓度大小、氧气传递速率（OTR）、氧气利用效率（OTE）以及系统的稳定性。

当生化系统采用生物膜作为载体时，溶解氧的变化对硝化作用的冲击相对较小。这是因为生物膜附着在载体上形成分层结构，使得亚硝酸盐可以通过厌氧氨氧化途径代谢，从而减少了产物的积累，促进了生化反应的进行。

溶解氧浓度的大小决定了硝化过程是完全硝化、部分硝化还是亚硝化。传统完全硝化过程要求系统溶解氧浓度高于2 mg/L。近年来，为了降低污水处理厂的运行成本，研究者们在低溶解氧条件下活性污泥硝化的方向进行了探索。研究发现，当溶解氧浓度从3 mg/L降至0.5 mg/L时，系统硝化效果并未受到影响。但若继续降低溶解氧浓度，硝化作用将受到显著抑制。研究表明，通过控制合适的溶解氧水平，可以有效抑制硝化细菌的生长，实现短程硝化。

溶解氧对硝化作用的影响主要通过两个参数体现：氧气传递速率（OTR）和氧气利用效率（OTE）。通常情况下，较高的OTR和OTE有利于提高硝化反应的效率。

保持稳定的溶解氧有利于硝化细菌持续保持高效状态，但能耗较高。采用间歇曝气的方式，有利于实现溶解氧的高效利用，但需要控制好间歇时间。

溶解氧对反硝化的影响

通常认为，活性污泥系统中反硝化的溶解氧应保持在0.5mg/L以下。溶解氧对反硝化过程存在抑制作用，主要是因为氧会与硝酸盐竞争电子供体，同时分子态氧也会抑制硝酸盐还原酶的合成及其活性。在污水处理工程中，经常遇到内回流溶解氧浓度偏高对反硝化过程抑制的问题，可通过适当提高进水碳氮比、采用缓释碳源、部分污水超越初沉池进入生化缺氧段等方式，减小溶解氧对反硝化过程的影响。

同步硝化反硝化

传统工艺利用硝化和反硝化微生物对溶解氧的利用特点，在工程中将硝化过程和反硝化过程在不同构筑物分区培养，占地面积大；较大的硝化液回流至反硝化区，增加了运行能耗；微孔曝气易堵塞和氧气利用率低。近年来，同步硝化反硝化技术应用逐渐受到关注。其中，膜曝气生物膜反应器（MABR）具有异向传质和生物相结构分层等特点，是将气体分离膜技术与生物膜法水处理技术结合起来的一种新型污水处理技术。

该技术的曝气效率高，氧气利用率60%以上，单一反应器内实现硝化和反硝化以及短程反硝化过程，具有广泛的应用前景。