王莉萍等 · 氨氮废水处理技术研究进展

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准。吉林化学工业集团公司污水处理厂采用 A/O 法
处理综合废水，这是一个典型的生物法处理污水工

艺的工业运用。其氨氮去除率达到 68%，污水处
理成本为 1.08 元 /t ，具体处理工艺流程如图 2 所
示

[3]

。而采用一体式厌氧 / 好氧膜生物反应器(A/O－

MBR)处理生活污水，对 COD

、BOD

、氨氮的

去除率分别达到 96.2%、95.1% 和 87.1%，使出水
水质优于城市杂用水水质标准，达到回用目的

[4 ]

。

赵宗升等人

[5]

采用 A

/O(厌氧－缺氧－好氧)与混凝沉

淀工艺处理垃圾填埋场渗滤液，当进水氨氮浓度为

1 300 mg/L 左右时，好氧出水氨氮浓度＜10 mg/L。
但该系统对总氮的去除率较低，仅为 20%~30%。
当碳源充足时，采用缺氧 / 好氧－SBR(序批式活性
污泥法)工艺去除酒精废水中的氮，氨氮、总氮的
去除率分别大于 98%、68%，出水中的氨氮含量达
到 GB 8978—1996 规定中的一级标准

[6]

。

图２　　吉林化工污水处理厂综合废水处理工艺流程

Fig.2 Integrated wastewater treatment process of Jilin

Chemical Industry Sewage Treatment Plant

传统生物硝化反硝化法中，一般采用的 A / O

法、A

/O 法、SBR 序批处理法、接触氧化法等对

脱氮具有一定效果，是生物脱氮工业应用中较为成

熟的方法。该法也存在一些弊端，如必须补充相应

的碳源来配合实现氨氮的脱除，使运行费用增加；

碳氮比(微生物赖以生存的碳源和氮源之比)较小时，
需要进行硝化液回流，增加了反应池容积和动力消

耗；硝化细菌浓度低、系统投碱量大等。
１．２　　同步硝化反硝化技术

在一个反应器中当好氧环境与缺氧环境同时存

在，硝化和反硝化同时进行时则称为同时硝化反硝

化。该现象的机理为

[ 7 ]

：由于氧扩散的限制，在

微生物絮体或者生物膜内产生溶解氧梯度，微生物
絮体或生物膜的外表面溶解氧较高，以好氧硝化菌
及氨化菌为主；深入絮体内部，氧传递受阻及外
部氧的大量消耗，产生缺氧区，反硝化菌占优势。
从而形成有利于实现同步硝化反硝化的微环境。

同时硝化反硝化的影响因素主要有溶解氧、温

度、碱度、有机碳源、p H 值及污泥龄。因为该
法具有能耗低、投资省、反应器容积小、容易保

持稳定的 pH 值、具有较高的脱氮效率等优点

[8]

，国

内外很多水处理工作者对此项技术进行了应用性研

究。Hyungseok 等人

[9]

运用间歇曝气－排出工艺成功

实现了同步硝化反硝化。其循环周期的设置采用

72 min 曝气，4 8 min 沉淀，2 4 min 排水，氮去除
率达到 90% 以上。朱晓君等人

[10]

对上海市松江污水

厂原有的推流式活性污泥法工艺进行低氧曝气，已
达到实现同步硝化反硝化，该厂在运行中将曝气池

中的溶解氧控制在 0.5~1.0 mg/L 低氧水平，COD 的
去除率可达 95% 左右，总氮去除率可达 80% 左右，
且电耗较常规活性污泥法工艺低 10% 左右。还有研
究表明，在溶解氧含量为 1.0 mg/L 时，氨氮去除
可分为快速和慢速 2 个阶段；在溶解氧含量为 0.5

mg/L 时，同时硝化反硝化脱氮效果最佳

[11 ]

。

目前，对于同步硝化反硝化的研究尚处于实验

室阶段，其作用机理及动力学模型需作进一步的研

究，其工业化运用尚难实现。

１．３　　短程硝化反硝化技术

短程硝化反硝化是在同一个反应器中，先在有

氧的条件下，利用氨氧化细菌将氨氧化成亚硝酸

盐，然后在缺氧的条件下，以有机物为电子供体，

将亚硝酸盐反硝化，生成氮气。

短程硝化反硝化的关键是如何控制硝化过程中

影响 HNO

积累的因素，影响因素包括温度、游离

氨、p H 值、溶解氧、有害物质和污泥龄等

[ 1 2 ]

。

刘超翔等人

[13]

采用短程硝化反硝化处理焦化废

水的中试结果表明，进水氨氮浓度为 510.4 mg/L
时，出水氨氮的平均浓度为 14.2 mg/L，去除率为

97.2%。在进水中投加氯酸根离子能够使污泥中硝
酸细菌的活性受到明显抑制，但其数量却增加了

[14]

。

马军等人

[15]

通过模型试验，研究了曝气生物滤池脱

氮过程中的亚硝酸盐积累现象。曝气生物滤池在滤

速 1~2 m/h、气水体积比 3:1、水温 20.5~26.5℃的
条件下，对氨氮和总氮的去除能力分别为 0 . 1 5 ~

0.52 kg/(m

.d)和 0.18~0.42 kg/(m

.d)。蒙爱红等人

[16]

采用 6 L 的完全混合式反应器进行了高浓度氨氮废
水的短程硝化研究，在温度为 35℃，反应器内平
均溶解氧浓度为 0.5~2.5 mg/L，pH 值为 7~7.8 的条
件下，第 26 天实现了短程硝化，从第 73 天开始出
水中检测不出 NO

－

；在进水氨氮容积负荷达到 1.2

kg/(m

.d)时，氨氮去除率仍保持在 95% 以上。

短程硝化反硝化能耗低，氨氮负荷大，所需