農(nóng)村地埋式生活污水處理設備

傳統(tǒng)的生物脫氮工藝基本原理是在二級生物處理過程中，先將有機氮轉(zhuǎn)化為氨氮，再通過硝化菌和反硝化菌的作用將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝態(tài)氮和硝態(tài)氮，終通過反硝化作用將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氮氣完成脫氮。
因為硝化與反硝化反應的進行存在相互制約的關系；在有機物大量存在的情況下，自養(yǎng)硝化菌對氧氣和營養(yǎng)物的競爭力不如好養(yǎng)異養(yǎng)菌，無法占據(jù)主導地位；反硝化需要有機物作為電子供體，但是硝化過程去除了大量的有機物，導致反硝化過程中碳源缺乏，所以為平衡兩單元的不同需求，發(fā)展出多種生物脫氮方法相結(jié)合的工藝。
傳統(tǒng)的生物脫氮工藝主要依靠調(diào)整工藝流程來緩解硝化菌反應環(huán)境和反硝化菌反應環(huán)境之間存在的矛盾。如果硝化反應階段在前，則需要外加電子供體例如甲醇等物質(zhì)，提高了運行費用;如果硝化反應階段在后，則需要將硝化廢水回流，容易產(chǎn)生污泥上浮并且需要提高回流比以獲得更高的去除率。

這個矛盾在處理氨氮濃度較低的市政廢水中尚不明顯，但在處理垃圾滲濾液、畜牧廢水等高濃度氨氮廢水時，極大的限制了系統(tǒng)脫氮效率。
近年來通過理論研究和實踐創(chuàng)新，人們發(fā)現(xiàn)了一些與傳統(tǒng)生物脫氮理論相反的生物脫氮方法，如SND工藝、SHARON工藝、ANAMMOX工藝、SHARON-ANAMMOX組合工藝、OLAND工藝、CANON工藝。
同步硝化反硝化（SND）脫氮工藝
根據(jù)傳統(tǒng)生物脫氮理論，脫氮途徑一般包括硝化和反硝化兩個階段，硝化和反硝化兩個過程需要在兩個隔離的反應器中進行，或者在時間或空間上造成交替缺氧和好氧環(huán)境的同一個反應器中；實際上，較早的時期，在一些沒有明顯的缺氧及厭氧段的活性污泥工藝中，人們就層多次觀察到氮的非同化損失現(xiàn)象，在曝氣系統(tǒng)中也曾多次觀察到氮的消失。
在這些處理系統(tǒng)中，硝化和反硝化反應往往發(fā)生在同樣的處理條件及同一處理空間內(nèi)，因此，這些現(xiàn)象被稱為同步硝化/反硝化（SND）。
對于各種處理工藝中出現(xiàn)的SND現(xiàn)象已有大量的報道，包括生物轉(zhuǎn)盤、連續(xù)流反應器以及序批示SBR反應器等等。與傳統(tǒng)硝化-反硝化處理工藝比較，SND能有效地保持反應器中pH穩(wěn)定，減少或取消堿度的投加；減少傳統(tǒng)反應器的容積，節(jié)省基建費用；對于僅由一個反應池組成的序批示反應器來講，SND能夠降低實現(xiàn)硝化-反硝化所需的時間；曝氣量的節(jié)省，能夠進一步降低能耗。
因此SND系統(tǒng)提供了今后降低投資并簡化生物除氮技術(shù)的可能性。
短程硝化脫氮（SHARON）工藝
SHARON工藝即短程硝化脫氮工藝，是荷蘭Delft技術(shù)大學1997年提出開發(fā)的新型生物脫氮工藝?；驹硎窃谕粋€反應器內(nèi)，在有氧的條件下，自養(yǎng)型亞硝酸菌將NH3-N轉(zhuǎn)化為NO2-，然后在缺氧條件下，異養(yǎng)型反硝化菌以有機物為電子供體，以NO2-為電子受體，將NO2-轉(zhuǎn)化為N2。
該工藝的關鍵是如何將氨氧控制在亞硝酸階段，并持久維持在較高濃度的亞硝酸鹽積累。
該工藝使用無需污泥停留的CSTR反應器，在較短的HRT和30~40攝氏度的條件下，通過“洗泥”的方式進行種群篩選，產(chǎn)生大量的亞硝酸菌。SHARON工藝適用于高濃度氨（500mg/L）廢水的處理，尤其適用于具有脫氨要求的預處理或旁路處理。該工藝與傳統(tǒng)工藝相比可節(jié)省供氧量25%，可節(jié)省反硝化碳源40%。

農(nóng)村地埋式生活污水處理設備生物法機理——生物硝化和反硝化機理
在污水的生物脫氮處理過程中，首先在好氧條件下,通過好氧硝化菌的作用 ,將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽 ;然后在缺氧條件下,利用反硝化菌(脫氮菌)將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮氣而從污水中逸出。因而,污水的生物脫氮包括硝化和反硝化兩個階段。
硝化反應是將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過程 ,包括兩個基本反應步驟 : 由亞硝酸菌參與的將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽的反應;由硝酸菌參與的將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的反應。
在缺氧條件下,由于兼性脫氮菌(反硝化菌) 的作用,將硝化過程中產(chǎn)生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原成N2的過程,稱為反硝化。反硝化過程中的電子供體是各種各樣的有機底物(碳源) 。
生物脫氮法可去除多種含氮化合物,總氮去除率可達70%—95%,二次污染小且比較經(jīng)濟,因此在國內(nèi)外運用多。但缺點是占地面積大,低溫時效率低。

傳統(tǒng)生物法
目前, 國內(nèi)外對氨氮污水實際處理中應用較成熟的生物處理方法是傳統(tǒng)的前置反硝化生物脫氮,如A/O、A2/O工藝等,都能在一定程度上去除污水中的氨氮。傳統(tǒng)生物脫氮途徑一般包括硝化和反硝化兩個階段,硝化和反硝化反應分別由硝化菌和反硝化菌作用完成,由于對環(huán)境條件的要求不同,這兩個過程不能同時發(fā)生,而只能序列式進行,即硝化反應發(fā)生在好氧條件下,反硝化反應發(fā)生在缺氧或厭氧條件下。