市政污水厂运行优化管理（四十三）

污水中的总氮去除工艺除去上篇中的以活性污泥为主的生物去除工艺之外，还有一个新兴的生物去除总氮的工艺类型，硫自养反硝化工艺。

硫自养反硝化：硫自养反硝化（SAD）是一种不依赖有机碳源的反硝化过程，它利用还原性无机硫化合物（RISCs）作为硝酸盐还原的电子供体。该过程由硫氧化反硝化细菌（如Thiobacillus属）作为导介微生物，将水中硝酸盐还原为氮气，同时将硫化物氧化为硫酸盐。与传统的异养反硝化相比，SAD具有无需外部有机碳源、污泥产量低等优点。这使其成为处理低碳氮比污水（如某些工业废水和市政污水的后缺氧处理）的优势选择。

SAD可以在各种反应器配置反应池体中实现，包括填充了硫自养填料的滤池等，其中元素硫或硫化物作为生物膜生长的载体和电子供体。该过程的关键考虑因素是pH值控制，在硫氧化过程中会产生酸，在PH下降较大时需要添加碱度来源（如石灰石）以维持最佳pH范围。一些硫自养填料使用了石灰石作为骨架填料，可以减少后期的石灰石的碱度补充，但是会产生硫酸钙的微溶物质，导致出水浑浊。研究表明，SAD可以实现高效的硝酸盐去除，运行成本相对较低。将SAD与其他脱氮工艺（如生物反硝化或厌氧氨氧化）相结合，可以进一步提高总氮去除效率并降低能源消耗。硫自养反硝化是现阶段市政污水处理厂内一种有前景的、可持续的硝酸盐和亚硝酸盐去除方法，尤其是在需要减少对外部碳源依赖性的情况下。

除去上述的生物去除硝酸盐/亚硝酸盐的工艺技术之外，还有一些物理化学的硝态氮去除工艺，这些工艺多数应用在给水处理和工业废水中，针对的是更低的控制指标或者更高的浓度去除，在市政水厂中应用的不多。由于各地环境水体的不同的接纳要求，一些地区对总氮也有了比较高的标准，仅依靠生物去除工艺就不能满足高的排放标准，因此需要了解一些物理化学的总氮去除工艺，作为高标准的总氮排放指标的工艺技术路线。

现阶段采用的物理化学的去除总氮（主要为硝态氮、亚硝态氮）的方法主要有：树脂离子交换、反渗透、化学还原、吸附等。

 1、树脂离子交换：通过将硝酸盐和亚硝酸盐与树脂床上的其他离子（如氯离子）交换来去除硝酸根离子，但是在交换过程中会产生需要进一步处理的浓盐水的副产物。这种工艺主要适用于饮用水处理，在大规模市政污水反硝化中不太常见。树脂离子交换可有效去除硝酸盐，但会产生需要进一步处理的的浓缩液。

2、反渗透（RO）：通过负压使处理水通过纳米半透膜来去除硝酸盐和亚硝酸盐，利用反渗透的处理硝酸盐氮的效率很高，处理过程中会大量耗能，并且产生反渗透的浓液，也同样需要进一步的处理，反渗透主要用于生产高质量的再生水或饮用水。

3、吸附：利用活性炭或生物吸附剂等材料去除水中的硝酸盐和亚硝酸，吸附的效率取决于吸附材料和水质，同时采用的吸附剂，在吸附饱和后，需要再生或处置。采用吸附是一种生物处理之后的三级处理，由于吸附的离子的特殊性，需要仔细选择和管理吸附材料，有些可能需要进行改性后投入使用。

硝酸盐和亚硝酸盐去除技术比较