污水处理中水中总氮的去除工艺研究进展

污水处理中总氮的去除工艺是一个持续研究和发展的领域，近年来取得了显著的进展。以下是对该领域研究进展的概述：

一、传统脱氮工艺及其局限性

传统脱氮工艺主要包括生物除氮和化学除氮两种方法。生物除氮基于微生物的氧化反应，通过硝化和反硝化过程将污水中的氨氮转化为氮气排放到大气中。化学除氮则是采用化学药剂还原污水中的氮，将其转化为氮气或其他无害形式。然而，这些方法存在一些局限性。生物除氮效率受到环境条件的限制，如温度、pH值等，且处理时间较长。化学除氮过程中使用的药剂可能对环境产生一定的危害，存在污染风险。

二、新型生物脱氮工艺及其研究进展

针对传统脱氮工艺的局限性，新型生物脱氮工艺应运而生。这些工艺通过改进和优化微生物的代谢过程，提高了脱氮效率和降低了环境污染风险。

A2/O工艺：厌氧-缺氧-好氧生物脱氮除磷工艺的简称。该工艺在好氧段，硝化细菌将入流中的氨氮，通过生物硝化作用转化成硝酸盐；在缺氧段，反硝化细菌将内回流带入的硝酸盐通过生物反硝化作用转化成氮气逸入到大气中，从而达到脱氮的目的。该工艺同时实现脱氮除磷，工艺成熟，运行稳定。

短程硝化反硝化技术：通过控制反应条件，使硝化过程停留在亚硝酸盐阶段，减少反应步骤，提高脱氮效率。

同步硝化反硝化技术：在同一反应器内实现硝化与反硝化的同步进行，提高空间利用率和脱氮效率。

自养型生物脱氮技术：利用自养型微生物，无需外加碳源即可实现脱氮，降低运行成本。

生物脱氮微电解技术：该技术利用微生物和电化学过程相结合的方法，在处理污水过程中引入微电解反应器，通过电解产生的电流和电位改变，促进微生物代谢和脱氮效率的提高。该技术具有操作简单、能耗低和脱氮效果好等优点。

三、深度脱氮技术的研究进展

深度脱氮技术是在传统脱氮技术的基础上进行改进和创新，旨在进一步提高脱氮效率和降低环境污染风险。这些技术包括氮素去除工艺、微生物群落的调控和优化等。

氮素去除工艺：如缓冲硝化反硝化和硝气反硝化过程等，这些工艺的组合应用可以实现氮去除。

微生物群落的调控和优化：通过调节微生物群落的结构和功能，可以实现深度脱氮。例如，通过添加外源菌种和优化环境条件，可以提高氨氮的转化率和硝化反硝化活性。

四、未来研究方向与展望

尽管新型生物脱氮工艺和深度脱氮技术取得了显著进展，但仍存在一些挑战和问题需要解决。未来的研究方向可能包括以下几个方面：

深入探究微生物代谢机理：为新型生物脱氮技术提供理论支持。

开发新型反应器：提高空间利用率和污水处理效率。

优化运行条件：降低能耗和成本，提高处理效果。

实现资源化利用：将污水中的氮转化为有价值的化肥或其他化学品，实现资源的循环利用。

污水处理中总氮的去除工艺研究取得了显著进展，但仍需要持续创新和优化以满足日益严格的环保要求。