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SBR系统中脱氮途径研究
SBR系统是一种将生物处理和沉淀处理组合在一起的污水处理系统，其对水质的要求高于传统的BBR系统和MBR系统。脱氮过程是SBR系统中最为重要的一步，其目的是将污水中的氨氮转化为氮气，从而达到去除有害物质的效果。本文将针对SBR系统中脱氮途径进行研究和讨论。
一、氨氮的来源和转化方式
氨氮是污水中较为常见的一种污染物质，主要来自于人类生活污水、工业生产污水和农业生产污水等。在SBR系统中，氨氮的转化主要通过硝化和反硝化这两个途径来完成。
硝化是指通过氨氧化细菌(AOB)将污水中的氨氮先转化为亚硝酸盐，再将亚硝酸盐转化为硝酸盐的过程。这个步骤的反应方程式为：NH4++2O2→NO2-+2H++H2O、NO2-+0.5O2→NO3-。硝化反应需要一定的氧气供应和适宜的温度、pH等条件，否则会降低硝化细菌的活性。
反硝化是指通过反硝化细菌(DNB)利用硝酸盐作为电子受体还原成氮气或者气体亚氮的过程。反硝化反应的途径包括无机半乳糖醛酸态氮、有机硫氮化合物和有机碳氮化合物三种方式，其中以无机半乳糖醛酸态氮作为电子受体来源最为常见。反硝化反应的反应方程式为：NO3-+2e-+2H+→NO2-+H2O、NO2-+H2→N2+2H2O。
二、提高SBR系统脱氮效率的因素
在SBR系统中，脱氮效率的高低直接影响着水质的好坏。为了提高SBR系统的脱氮效率，我们需要考虑以下几个方面：
1.氧气供应的稳定性：硝化过程需要充足的氧气供应，而反硝化过程需要控制氧气的供应量，从而保证DNB有足够的电子受体。在SBR系统中，氧气的供应通常是通过增加曝气量或者加大曝气时间来实现的。
2.pH值的控制：SBR系统中，pH值的控制对硝化细菌和反硝化细菌的生长有着重要的影响。在硝化过程中，pH值通常需要保持在7.5~8.5之间，而在反硝化过程中，pH值要调节到6.5~7.5之间。
3.温度的适宜性：SBR系统中，氨氧化细菌的最适生长温度为20~35℃，而反硝化细菌的最适生长温度为30~37℃。因此，系统的温度需要在这个范围内控制，才能在其中获得最佳的脱氮效果。
4.湍流强度的适量：适当地加强污水中的湍流，既有利于溶解氧的传递，也能提高污水中硝化反应和反硝化反应的速率。但如果湍流强度过大，会对污泥产生极大的插入力，从而损伤污泥颗粒和生物膜，降低系统的保水力，进而影响脱氮效果。
三、目前存在的问题和解决方案
在实际应用中，SBR系统在脱氮过程中还存在一些问题，例如在硝化过程中，氨氮一步转化为硝酸盐的效率较低，常常出现“氨逊硝”的现象；在反硝化过程中，DNB的数量和活性不足，导致脱氮效果不佳。
针对此类问题，我们可以采取以下一些解决方案：
1.减少底泥的堆积：底泥堆积会降低底部的氧气浓度，从而影响硝化反应；同时也会阻碍反硝化细菌的移动，导致一些适量的硝酸盐无法被反硝化呼吸作用降解成氮气。
2.选择高效的氨氧化细菌：如AOB和NOB均可用来加速氨氮的硝化过程。在实际应用中，如果同时添加AOB和NOB，可以更快地将氨氮转化为硝酸盐，从而提高脱氮效率。
3.增加外源碳源：反硝化过程需要大量的碳源作为电子供体。在SBR系统中，可以通过外源添加甲烷、有机酸等化合物来提高反硝化作用的效率。
4.稳定底部的氧气供应：合理的混合比例可以保证池底的氧气充足，有效地促进氨氮的硝化反应以及数对硝酸盐的反硝化过程。
四、总结
目前，SBR系统已经成为一种广泛应用的污水处理工艺，其脱氮效果得到了较为广泛的认可。但在实际应用中，SBR系统的脱氮效率受到多种因素的影响，因此需要在具体应用中根据不同的污染物质进行科学的调节和优化。通过优化污水处理技术、合理运行和添加调节剂等方法，可以提高SBR系统的脱氮性能，达到更好的水质去除效果。