（环境工程专业论文）全程自养脱氮及厌氧氨氧化的研究.pdf

硕十学位论文 摘要 水环境中氮元素的大量积累导敛了水环境质量的严重恶化，采用有效的防治 措施化解这一危害，是目前亟待解决的问题。用传统硝化一反硝化工艺处理高浓 度氨氮废水时，由于该工艺硝化时需要氧气，反硝化时需要有机碳源，不满足废 水处理可持续发展的要求。近几年发现一种新型生物脱氮工艺一全程自养脱氮， 它通过亚硝化菌将废水中部分氨氮( 5 0 ) 氧化为亚硝酸氮，然后再在厌氧氨氧化菌 的作用下，利用剩余的氨氮为电子供体，生成的亚硝酸氮为电子受体，转化为氮 气，达到脱氮的目的。该工艺至少节省氧气6 4 的氧气和1 0 0 的有机碳源，是 一种很有应用前景的脱氮工艺。 本课题立足于国内外生物脱氮研究的最新研究成果，在s b r 反应器中接种普 通厌氧颗粒污泥，培养全程自养脱氮微生物颗粒化。实验结果表明，当控制p h 值在7 7 8 3 之间，温度在( 3 54 - 1 ) o c ，d o 控制在0 5 o 8 m g l ，并且持续从反 应器底部曝入氮气，可以成功的培养出全程自养脱氮颗粒污泥。 在厌氧序批式反应器中接种已培养出的全程自养脱氮颗粒污泥，进行厌氧氨 氧化污泥的快速培养。实验中采用含氮模拟废水，进水p h 值在7 7 8 3 之间，温 度控制在( 3 5 士1 ) o c ，d o 应控制在0 5 m g l 以下的条件下运行9 7 天，成功培养 出厌氧氨氧化污泥，实验结果表明：在水利停留时间为3 d 、总氮容积负荷( 以n 计) 为0 1 7 0 2k g ( m 3 - d ) 时，总氮去除率最高达到8 2 7 ，氨氮和亚硝酸盐氮的去 除率最高达到了8 6 2 和8 6 ，反应器中主要发生厌氧氨氧化反应，说明采用厌 氧序批式反应器接种全程自养脱氮污泥是快速培养厌氧氨氧化污泥的一条途径。 关键词：全程自养脱氮：厌氧氨氧化：亚硝化；颗粒污泥；溶解氧 全程自养脱氮及厌氧氯氧化的研究 ab s t r a c t a c c u m u l a t i o no fa m m o n i ai nw a t e re n v i r o n m e n t h a si n d u c e ds e r i o u s d e t e r i o r a t i o nt ot h eq u a l i t yo fw a t e re n v i r o n m e n t i ti sap r o b l e mt h a ts h o u l db e s o l v e d b yu s i n gp r o p e r m e a s u r et o p r e v e n tt h e d e t e r i o r a t i o nw i t h o u t d e l a y w a s t e w a t e rw i t h h i g hn i t r o g e n c o n c e n t r a t i o n sa n d l o wc nr a t i oa r er a t h e r c o s t - i n t e n s i v ew h e nt r e a t e dw i t hc o n v e n t i o n a lc o n c e p t s ，a sb o t ht h eo x y g e nd e m a n d f o rn i t r i f i c a t i o na n dt h ed e m a n df o ro r g a n i cs u b s t r a t e sf o rd e n i t r i f i c a t i o nd e p e n do n t h er e s p e c t i v e n i t r o g e n c o n c e n t r a t i o ni nt h ew a s t e w a t e r i t g o e sa g a i n s t t h e s u s t a i n a b l ed e v e l o p m e n to fw a s t e w a t e rt r e a t m e n t r e c e n t l yan e wp r o c e s sn a m e da s d e a m m o n if i c a t i o n ，w h i c hd e s c r i b e st h eo x i d a t i o no fn e a r l y5 0 o ft h en h 4 + t on 0 2 。 a n ds u b s e q u e n tc o n v e r s i o no fn h 4 + a n dn 0 2 t om o l e c u l a rn i t r o g e n ( n 2g a s ) t h e m a i na d v a n t a g e so ft h e s ep r o c e s si sl o w e ro x y g e nd e m a n d ( u pt o2 5 e n e r g ys a v i n g s d u r i n ga e r a t i o n ) a n dr e d u c e d4 0 o r g a n i cs u b s t r a t er e q u i r e m e n t sf o rh e t e r o t r o p h i c d e n i t r i f i c a t i o n ，s oi tb e c o m et h eh i g h l i g h ti nt h eb i o l o g i c a ld e n i t r o g e ns t u d y b a s e do nt h el a t e s tr e s e a r c hf i n d i n g so nb i o l o g i c a l n i t r o g e nr e m o v a li nb o t h d o m e s t i ca n da b r o a d ，t h ei n f l u e n c eo fi n o r g a n i cc a r b o nc o n c e n t r a t i o n ，p hv a l u ea n d d i s s o l v e do x y g e n ( d o ) i nd e a m m o n i f i c a t i o nw a ss t u d i e di nas b rr e a c t o ru s i n g a n a e r o b i cg r a n u l a t i o ns l u d g ea st h ei n o c u l a t i o n i no r d e rt oi n v e s t i g a t et h ep o s s i b i l i t y o ft h eg r a n u l a t i o no fd e a m m o n i f i c a t i o nb a c t e r i a t h ee x p e r i m e n tr e s u l t ss h o w e dt h a t t h ep hv a l u ei nt h er e a c t i o ns y s t e mk e e pf r o m7 7t o8 3 t h et e m p e r a t u r ek e e p ( 3 5 士1 ) 。ca n dd oc o n c e n t r a t i o nb ec o n t r o l l e da t0 5 m g lw o u l dp l a n tt h eg r a n u l a t i o no f d e a m m o n i f i c a t i o nb a c t e r i a i no r d e rt os e e dd e a m m o n i f i c a t i o ng r a n u l a t i o ns l u d g ei na na n a e r o b i cs e q u e n c i n g b a t c hr e a c t o r , t h ea n a e r o b i ca m m o n i u m o x i d i z e d ( a n a m m o x ) w a ss u c c e s s f u le n r i c h a t ( 35 士1 ) 。ca f t e ra9 7 一d a yc u l t i v a t i o n w i t ht h ei n f l u e n tp hv a l u er a n g i n gf r o m7 7 t o8 3 e x p e r i m e n t a lr e s u l ti n d i c a t et h a tw i t hah y d r a u l i cs e t t l i n gt i m eo f 3 da n da v o l u m e t r i cl o a d i n gr a t e ( c a l c u l a t e dw i t ht h ec o n t e n to fn ) o f0 17 0 2k g ( m 3 d ) ，t h e m a x i m u mr e m o v a lo f t h et o t a ln i t r o g e nr e s p e c t i v e l ya c h i e v e8 2 7 w h i l et h em a x i 一 一m u mr e m o v a l so fn h 4 + - na n dn o r - nr e s p e c t i v e l ya c h i e v e8 6 2 a n d8 6 t h ea n a e r o b i c a m m o n i u mo x i d a t i o ni sf o u n dt ob et h em a i nr e a c t i o ni na na n a e r o b i cs e q u e n c i n gb a t c h r e a c t o r , w h i c hm e a n st h a ta l la n a e r o b i cs e q u e n c i n gb a t c hr e a c t o ri so n eo ft h eu s e f u l t o o l st oe x p e d i o u s n e s se n r i c ht h ea n a e r o b i ca m m o n i u m o x i d i z e ds l u d g e n 硕十学位论文 k e yw o r d s ：d e a m m o n i f i c a t i o n ；a n a m m o x ；n i t r i t a t i o n ；g r a n u l a rs l u d g e ； d i s s o l v e do x y g e n m 令程f 1 养脱氦及厌氧氰氧化的研究 物理量名称及符号表 量的名称符号量的名称符号 氨离子在2 5 时的水在2 5 时的离解常 离解常数 k bk 、 数 生物膜表面的基质浓度s s 。液相传质系数 k l 液相主体的基质浓度s s b扩散系数d w 单位时间内通过单位面积 当量液体厚度l wj s 的传递量 有效扩散系数 d 。 亚硝化菌在h c 0 3 - 限制 时的生长速度 vl i m i t e d 亚硝化菌最大生长速度 v 自养菌的比增长速率 自养菌的最大比增长速率 l n h 3 在水相中的浓度 c n h 3c 0 2 中水相的浓度c c 0 2 n h 3 在水中的饱和常 数 凤h 3c 0 2 在水中的饱和常数k c 0 2 自由氨抑制常数 k 1 ，n h 3 i v 湖南大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取 得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何 其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献 的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法 律后果由本人承担。 作者签名： 居林千 日期：6 年s 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学 校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被 查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入 有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编 本学位论文。 本学位论文属于 作者签名： 导师签名 l 、保密口，在年解密后适用本授权书。 2 、不保密囤。 ( 请在以上相应方框内打“) 力椿平 1 7 t 期：珈8 年j 月8 日 日期：，砑僻j 月日 硕f j 学f t 论文 第1 章绪论 随着我国社会经济的快速发展工业化和城f 诃化程度的不断提高，我囤水资源 短缺与水污染问题h 益突出，严重影响了人民的生活质量和身体健康，制约着我 国社会、经济和环境1 1 丁持续协调发展。其中氮是主要的环境污染因子之一【l 剞。来 自生活污水农业施用的氮肥和一些工业废水的氮进入江河湖泊引发水体的富营养 化给工农业生产带来了巨大的损失，而硝态氮和亚硝态氮也严重影响鱼类的，e 长 并形成对人类具有三致作用的有害物质，这些不仅严重制约国民经济的可持续发 展，造成相当可观的经济损失，而且对人民生活和健康甚至对人民的基本生存条 件造成了很大的威胁【3 l 。随着氮素污染的加剧和人们环境意识的增强，除氮技术 特别是生物除氮技术的研究和开发己引起世界各国的普遍关注，如何去除水体中 的氮成为水污染防治界研究的重点和热点之一。 1 1 水环境中氮的形态与来源 1 1 1 水环境中氮的形态与转化 废水中的氮一般以有机氮、氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮等四种形态存在。有机 氮包括蛋白质、多肽、氨基酸和尿素等，无机氮包括氨态氮( 简称氨氮) 和硝态氮。 氨氮包括游离氨态氮n h 3 h 和铵态盐n h 4 + - n 。硝态氮包括硝酸盐氮n 0 3 - - n 和亚 硝酸盐氮n o z - n 。亚硝态氮不稳定可以还原为氨氮，或氧化成硝态氮。可溶性有 机氮主要以尿素和蛋白质形式存在，它可通过氨化等作用转化为氨氮。例如尿素 通过下列水解反应使有机氮变成氨氮： ( n i l 2 ) 2 c o + h 2 0 h 2 n h 3 + c 0 2( 1 1 ) 在好氧和厌氧的条件下有机氮均可转化成氨氮。蛋白质首先在蛋白分解菌的 作用下水解成氨基酸再转化成氨氮。有机氮的转化温度为2 6 5 ，最佳范围为 4 0 - 6 0 ，最佳p h 值为7 8 。含有机氮的废水停留较长的时间就可以使可观的有 机氮转化成氨氮。有研究表明，含有机氮的废水在沉淀池中停留时间为18 h 后， 3 8 的可溶性有机氮可转化成氨氮。对于城市污水，经过二级处理后，除部分被 微生物合成细胞的氮源以外，大部分转化为氨氮。 废水中有机氮和氨氮的总量称为总凯氏氮( t o t a lk i e l d a h in i t r o g e n ) ，常用 t k n 来表示。氨氮在水中是以n h 3 或n h 4 + 两种形式存在，即： n h 4h n h ；+ h + ( 1 2 ) 令样广l 莽脱氮及厌氧氩瓴化的 】j 究 动态平衡时：! 型! 堕：! n h 4 】 ( 1 3 ) 式中：k a 一离解常数： 【n h 3 】- - 氨的浓度，( m o l l ) n h 4 + 】氨离子浓度，( m o l l ) h + 卜氢离子浓度，( m o l l ) 水中总的氨氮物料平衡式可写为 总的氨氮浓度= n h 3 】+ 【n h 4 + 根据以上平衡式可以知道，n h 4 + 在总的氨氮中所占的比例叮用下式来表示： 唧胁揣枷o - 志 4 ， 将式( 1 4 ) 代入式( 1 3 ) 可得 嗍】( ) = 赢 ( 1 5 ) 由式( 1 5 ) 可以看出，水中的氨氮主要以那种形式存在是与污水的p h 相关 的。例如，氨在2 5 时的离解常数k a = 5 8x1 0 _ 1 0 ，当水的p h = 8 时，用式( 1 5 ) 计算可以知道，此时n h 4 + 所占比例为9 4 6 。若水的p h = 7 ，n h 4 + 所占比例为 9 9 4 。可见，在大部分污水生物处理设备中，氨氮主要是以n h 4 + 的形式存在。 研究人员已确定n 素形态转化的二条基本途径【3 1 。l 、好氧条件下氨氧化微 生物把n h 4 + 氧化成n 0 3 2 - 的过程。氨氧化细菌多为化能自养细菌，有机碳的存在 不利于氨氧化细菌的活性。但另外一些氨氧化细菌为异养细菌，在参与氨的氧化 过程需要有机碳源的硝化过程；2 、厌氧条件下的反硝化细菌把n 0 3 - 还原成n 2 的 过程，生成的产物有n 2 和n 2 0 及少量气体。 随着研究工作的不断进展，2 0 世纪7 0 年代末和8 0 年代初发现硝酸根还原还 有一条捷径【3 1 。硝酸根还原成亚硝酸根后，有部分的n 0 2 - 还原成氨，简称为 d n r a ( d i s s i m i l a t o r yn i t r a t er e d u c t i o nt oa m m o n i u m ) 。这一过程除产物为氨外，还 常有亚硝酸根的短暂积累和n 2 0 排放。硝化过程中不产生n 2 的观点也受到了挑 战。如在灭菌土壤上接种硝化细菌，加入n h 4 + 可以观察到n 2 0 的排放。在9 0 年 代初确认好氧条件下同样可以进行反硝化过程。在有分子氧存在的条件下进行反 硝化过程，称之为好氧反硝化( a e r o b i cd e n i t r i f i c a t i o n ) 。微生物研究方面也打破 了硝化细菌和反硝化细菌的严格界限。原来认为严格好气的自养硝化细菌也能利 用n 0 2 - 作为电子受体而反硝化，生成n 2 或n 2 0 和n o 。一系列反硝化细菌也可 以参加异养硝化作用，一部分异养硝化细菌也能够同时进行硝化和反硝化作用， 从而拓宽了生物脱氮的领域。 2 1 1 2 水环境中氮的来源 水体中的氮其来源是多方面的，主要由城f _ | 亍生活污水、工厂。工j 世废水和农业 灌溉污水i 方面带入。此外自然界的天然固氮也是一个方i 陋，通过雷电同定大气 中的氮就占天然氮的l5 。大气中的氮通过下雨会降解到水体，水体本身尚有许 多能将大气巾的氮固定下来并进入水体。据统计，一些湖泊中的固氮微生物从大 气中固定下来的氮可达湖泊中藻类生长所需氮量的5 0 。而土壤中的固氮菌和豆 科植物根瘤菌的生物固氮也是造成氮进入地下水环境和士壤内源的因素。 1 1 2 1 城镇生活污水中的氮 城镇生活污水中的氮主要由厨房洗涤、厕所冲洗、沐浴、洗衣等带入。主要 来源于人体食物中蛋白质代谢的废弃物如粪便等。通常新鲜生活污水中有机氮如 尿素等约占6 0 ，无机氮约占4 0 ，并有微量的硝酸态氮和亚硝态氮，约占不到 1 。陈旧生活污水中由于有细菌，能将蛋白质分解，使有机氮变成氨氮，从而使 水体中氨氮的比例上升。据统计，美国一般每人每天平均产生约l6g 的含氮废弃 物，美国的城市污水统计表示含氮总量为2 0 8 5m g l ，其中氨态氮约为8 3 5 m g l ，有机氮为l2 5 0m g l 。我国因生活方式与饮食习惯的不同，城市生活污水 中所含氮的平均值低于美国的统计值，但我国城市污水中工业废水的比重约占 6 0 ，远远高于西欧及美国。我国不同地区城市污水中氮的含量情况之间的差异 也很大【2 】。我国目前采用的大多是生物脱氮法处理城市生活污水，二级处理以后， 如若没有硝化作用，排放的污水中的氮主要为氨氮，通常为1 5 3 5m g , l ；如若有 硝化反硝化作用的活性污泥排出含氮量约为2 1 0m g l 。另外，城市垃圾的渗滤 液也含有较高的氨氮。每吨垃圾约产生0 7 2 2 t 渗漏液，例如香港新界的垃圾渗漏 液就含高达5 0 0 0 m g l 的氨氮。 1 1 2 2 工业废水中的氮 工业废水中的氮，既取决于工厂所用原料的性质，也与生产工艺及产品的种 类有关；同时与工厂的管理尤其是废水的管理技术及水平有关。因此不仅在不同 类型工厂的工业废水中所含的氨氮、硝态氮、亚硝态氮的浓度也是不相同。产生 高浓度含氨废水的工厂，大致可以分为两类型。一类是含氮产品的生产厂，另一 类是含氮产品的使用厂和加工厂。会产生氨氮废水的工厂主要是合成氨厂及系列 氮肥厂、复合肥厂、硝酸生产厂、炼焦厂、己内酰胺厂、玻璃及玻璃制品厂、半 导体印刷电路生产厂、铁合金厂、石化厂、炼油厂、家电厂、制冷剂厂、屠宰厂、 肉食品加工厂、洒厂等。人工合成的含氮化肥是水体中氨氮营养元素的主要来源。 我国目前是氮肥产量居世界首位的。硝酸盐系列产品广泛应用于国防工业、冶金、 机械、轻工、纺织印染、感光材料等部门。这些高浓度硝酸盐的工业废水通常也 令f f 门器脱氦及灰氧氯氧化的0 玎亢 含有蔓e 硝酸盐，只是其浓度较低。例如硝酸钾牛产，t 4 放的废水中含有硝酸盐 2 6 4 0m g l 同时也含自| 哑硝酸豁6 4 0m g l ，但后者易氧化成硝念氮。而某砦i 【：业 废水中起初并不含有亚硝酸盐和硝酸盐，在硝化菌的作用下才硝化成硝酸盐和亚 硝酸盐l2 1 。 1 1 2 3 农业污水中的氮 氮肥施入1 ：壤后并不是全部立即被植物吸收，般认为当季植物吸收的量不 超过5 0 ，余下的残留于土壤中，可被后季植物利用，其量约为2 5 3 5 ，而损 失到大气或随水流失的部分可达总量的2 0 以上。加上我国科学施肥及推广问题 未得到有效的解决，进入水体的流失氮肥数量必然也是越来越多1 2 。此外农村的 家畜养殖场、牧场中家畜的废弃物、排泄物也是农业污水中氮的来源。如动物新 鲜尿液中氨氮呵高达1 2 2 7m g l ，猪场废水中氨氮浓度达4 2 4m g l 。 1 2 水环境中氮污染的危害性 由于氨氮是植物和微生物的主要营养物质，水体中氨氮含量的增加会造成水 休的富营养化，使水体发黑变臭引起水质的恶化。氮污染的主要危害表现在以下 几个方面f 4 】： 1 2 1 氨氮要消耗水体的溶解氧 氨氮随污水诽入水体后，可在消化细菌作用下被氧化为硝酸盐。氧化每毫克 的n h 4 + - n 为n 0 3 - n 要消化水体的溶解氧4 5 7 m g 。因此，污水处理厂如果仅处 理到氮化的程度有时是不够的。 1 2 2 增加污水处理费用 当以含有较高浓度氨氮的水体作水源，或对含氨氮量较高的污水厂出流进行 消毒时，要增加氯消耗量；进而增加污水处理的费用。 1 2 - 3 氮化合物对人和生物有毒害作用 氨氮会影响鱼鳃的氧传递，浓度较高时甚至使鱼类死亡。亚消酸盐有可能转 化为亚硝胺，而亚硝胺是致癌、致变和致畸物质，对人体有潜在威胁。 l 。2 4 加速水体的“富营养化 过程 水体富营养化后，藻类的迅速繁殖将降低水的质量，主要表现为：进行水 处理时，由于滤池易被堵塞，缩短了冲洗周期，增加水处理费用；影响水上运 动；由于藻类的代谢，使水具有色和气味，影响感观；蓝绿藻产生的毒物危 害鱼和家畜，由于藻类的腐烂引起溶解氧的大量消化。 4 硕 j 学f 芦论文 1 3 本论文的研究对象与意义 随着人口大量增长、工农业的迅猛发展和人们生活水平的提高，越来越多的 氮素化合物被排入水体中，氮素化合物的过量排放导致了水体的富营养化，严重 地污染了水体环境，危害水体生物【5 6 l ，如何采用积极有效的措施来解决这一越末 越严重的危机，是目前亟待解决的问题。废水中氮的去除方法有物理法、化学法 和生物法三种，其中生物法脱氮因污染物转化的条件温和，微生物来源广、繁殖 快、对环境适应能力强，被公认为是一种经济、高效和最有发展前途的方法【7 j 。 目前最常用的污水脱氮技术为传统生物脱氮，即通过硝化反硝化过程使氨氮 转化为氮气【8 】。硝化和反硝化是两个相互对立的过程，硝化反应借助硝化细菌的 作用，要在有氧环境下进行；反硝化反应则借助于反硝化菌的作用，只有在无氧 条件下，该反应爿能顺利进行【9 1 。另外如果c n 4 ，反硝化容器体积要提高1 5 1 7 倍，而当c n o 3 s 0 2 时，氧是限制因素，生物膜反应器内的氨氮的单位面积去 除率为： r ：旦丝竺一0 5(“225)02 2 2 厶删42 ， l 其中，k i ，2 a 。0 2 表示氧的速率常数，其他符号意义与前同。 当s n h 4 - n 0 3 s 0 2 时，氨氮是限制因素，生物膜反应器内氨氮单位面积去除率 为： 乙。脚4 = 尼1 2 a , 删4 s m 4 2 0 5 ( 2 2 3 ) 其中，k 。2 a n h 4 表示氨氮氧化的速率常数，其他符号意义与前同。 s 1 0 o l 吲 、珍 ：一二 二：二二= 翰 、 y j 、卜一莎纠 一一1 一，1 ： _ 一一一一 l 5 2 、 0 = s i 一 s 1 l o ： ：二一 图2 3 生物膜中两种物质的部分穿透情况 ( 例如：硝化过程的氨氮和溶解氧，反硝化过程的硝酸盐和碳源) 左图为物质1 的部分穿透，右图为物质2 的部分穿透 2 3 9 硝化茵与异养菌的竞争 在硝化作用与去除有机物同时发生的反应器中，异养菌和硝化菌之间存在着 对溶解氧竞争。如果在竞争过程中，异养菌较硝化菌能够取得优势，那么硝化菌 将逐渐被淘汰而消失。 判断硝化反应能否顺利进行的标准是：生物膜内氧分子的穿透是否更甚于有 机物的穿透，即有机物是否限制异养菌的转化。根据式( 2 2 4 ) 进行判断： 竽 等堡v 0 2 , 肋 ( 2 2 4 ) d 0 2 ，2i j b o d ，2 生物膜内溶解氧和有机物的扩散系数分别为( 1 7 。2 1 ) 1 0 。4 1 1 1 2 d 和( o 3 0 6 ) 1 0 4 m 2 d ，氧和b o d 间的化学计算系数v 0 2 ，b o d 为( o 8 1 2 ) g c o d 9 0 2 。 1 6 硕f j 学f 节论文 将上述参数值带入式( 2 2 4 ) 得到：s a o d 2 5 s 0 2 2 。当s a o d 2 5 s 0 2 ，2 时，氧气的穿透将不敌有机物的穿透，生物膜内层的硝化菌将逐渐被淘 汰，硝化过程将被阻i 【i 。 2 3 1 0 反硝化处理系统的物料平衡 反硝化过程町以是单独进行，也可以是硝化和反硝化过程混合进行，下面就 分别讨论这两种情况下的物理平衡关系【27 1 。 2 3 1 0 1 单独反硝化处理 这里也只考虑生物滤池中的反硝化过程。硝酸盐的物料平衡如下： gs 加3 。l 一乙，d 3 a 2 。= q 3 s u 0 3 。3 ( 2 2 5 ) 其中，r a n o ，为单位载体面积的生物膜对硝酸盐的去除速率。q l 、q 3 、s n 0 3 ， l 、s n 0 3 3 分别表示进、出水的流量以及硝酸氮的浓度值。 在反硝化生物滤池中： ( 1 ) 如果有机物是限制因素，且生物膜内的工艺过程是零级反应： a ) 如果生物膜被完全穿透，则反应速率为： c 0 d = k o v f , c d d ( 2 2 6 ) b ) 如果生物膜部分穿透，反应速率为： _ ，c d d = ( 2 d c o o k o 玎，c d d ) o 5s c d d 。2 0 5 ( 2 2 7 ) ( 2 ) 如果硝酸盐是限制因素，且生物膜内的工艺过程是零级反应： a ) 生物膜完全穿透，反应速率表达式为： _ ，d 3 = 七。玎。加3 三 ( 2 2 8 ) b ) 生物膜部分穿透，反应速率