1、同步硝化反硝化生物脫氮( SND)

同步硝化反硝化脫氮技術(shù)( SND) 是在同一個(gè)反應(yīng)器內(nèi)同時(shí)產(chǎn)生硝化、反硝化和除碳反應(yīng)。它突破了傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為硝化和反硝化不能同時(shí)發(fā)生的認(rèn)識(shí)，尤其是好氧條件下，也可以發(fā)生反硝化反應(yīng)，使得同步硝化和反硝化成為可能。

硝化過(guò)程消耗堿度，反硝化過(guò)程產(chǎn)生堿度，SND故能夠有效地保持反應(yīng)器中pH值穩(wěn)定，無(wú)需酸堿中和，無(wú)需外加碳源；節(jié)省反應(yīng)器體積，縮短反應(yīng)時(shí)間，通過(guò)降低硝態(tài)氮濃度可以減少二沉池污泥漂浮，因而 SND 成為生物脫氮的一個(gè)研究熱點(diǎn)。對(duì)于 SND 生物脫氮的可行性，目前有以下主要三種從不同角度出發(fā)得出的觀點(diǎn)：

宏觀環(huán)境角度：該觀點(diǎn)認(rèn)為完全均勻混合狀態(tài)是不存在的，反應(yīng)器內(nèi) DO分布不均勻能夠形成好氧、缺氧、厭氧區(qū)域，在同一生物反應(yīng)器缺氧/厭氧環(huán)境條件下可以發(fā)生反硝化反應(yīng)，聯(lián)合區(qū)段內(nèi)好氧環(huán)境中有機(jī)物去除和氨氮的硝化，SND是可以實(shí)現(xiàn)的。

微環(huán)境角度：該觀點(diǎn)認(rèn)為微生物絮體內(nèi)的缺氧微環(huán)境是形成 SND的主要原因，即由于氧的擴(kuò)散( 傳遞) 限制，微生物絮體內(nèi)存在溶解氧梯度，從而形成有利于實(shí)現(xiàn)同步硝化反硝化的微環(huán)境。

生物學(xué)角度：該觀點(diǎn)認(rèn)為特殊微生物種群的存在被認(rèn)為是發(fā)生 SND的主要原因，有的硝化細(xì)菌除了能夠進(jìn)行正常的硝化作用還能夠進(jìn)行反硝化作用，有荷蘭學(xué)者分離出既可進(jìn)行好氧硝化，又可進(jìn)行好氧反硝化的泛養(yǎng)硫球菌；還有一些細(xì)菌彼此合作，進(jìn)行序列反應(yīng)，把氨轉(zhuǎn)化為氮?dú)?，為在同一反?yīng)器在同一條件下完成生物脫氮提供了可能。

目前對(duì)生物脫氮的微生物學(xué)研究和解釋較多，但都不夠*，對(duì) SND 現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)仍在發(fā)展與探索之中。微環(huán)境理論是被普遍接受的，由于溶解氧梯度的存在，微生物絮體或生物膜的外表面溶解氧濃度高，以好氧  硝化菌及氨化菌為主；深入內(nèi)部，氧傳遞受阻及外部溶解氧大量的消耗而產(chǎn)生缺氧區(qū)，反硝化菌為優(yōu)勢(shì)菌種，故可導(dǎo)致同步硝化反硝化的發(fā)生。該理論解釋了在同一反應(yīng)器中不同菌種共同存在的問(wèn)題，但也存在一個(gè)缺陷，即有機(jī)碳源問(wèn)題。有機(jī)碳源既是異養(yǎng)反硝化的電子供體，又是硝化過(guò)程的抑制物質(zhì)，污水中的有機(jī)碳源在穿過(guò)好氧層時(shí)，首先被好氧氧化，處于缺氧區(qū)的反硝化菌由于得不到電子供體而降低了反硝化速率，可能影響SND的脫氮效率，故同步硝化反硝化的機(jī)理仍需要進(jìn)一步*。

2、MBBR生物移動(dòng)床同步硝化反硝化脫氮機(jī)理

MBBR是結(jié)合懸浮生長(zhǎng)的活性污泥法和附著生長(zhǎng)的生物膜法的*新型反應(yīng)器，基本設(shè)計(jì)原理是將比重接近水、可懸浮于水中的懸浮填料直接投加到反應(yīng)池中作為微生物的活性載體，懸浮填料能與污水頻繁多 次接觸，逐漸在填料表面生長(zhǎng)出生物膜( 掛膜) ，強(qiáng)化了污染物、溶解氧和生物膜的傳質(zhì)效果，即而 MBBR被稱(chēng)為“移動(dòng)的生物膜”。基于迄今SND機(jī)理研究，綜合微環(huán)境和生物學(xué)理論，MBBR生物膜內(nèi)SND可能存在的反應(yīng)模式是，分布于生物膜好氧層的好氧氨氧化菌、亞硝酸鹽氧化菌和好氧反硝化細(xì)菌與分布于生物缺氧層的厭氧氨氧化菌、自養(yǎng)型亞硝酸細(xì)菌和反硝化細(xì)菌相互協(xié)作，*終達(dá)到脫氮目的。

MBBR是依靠曝氣池內(nèi)的曝氣和水流的提升作用使載體處于流化狀態(tài)，進(jìn)而形成懸浮生長(zhǎng)的活性污泥和附著生長(zhǎng)的生物膜，充分發(fā)揮附著相和懸浮相生物兩者的優(yōu)越性，不僅提供了宏觀和微觀的好 氧和厭氧環(huán)境，還解決了自養(yǎng)硝化菌、異養(yǎng)反硝化菌與異養(yǎng)細(xì)菌的DO之爭(zhēng)和碳源之爭(zhēng)。故MBBR可實(shí)現(xiàn)硝化和反硝化兩個(gè)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)平衡，具有同步硝化反硝化非常良好的條件，能實(shí)現(xiàn)MBBR同步硝化反硝化脫氮。