哈尔滨工业大学工程硕士学位论文

淀池中进行沉淀分离和回流，因此运行管理比较方便，灵活性和适应性较大，容易进行掌握，运行效果也较好。但是这种三级生物脱氮系统所需的处理构筑物和设备较多，因此造价高、整体管理较为复杂，目前在实际工程中的应用已经越来越少了。

二级生物脱氮系统。这种二级系统将对有机物的氧化和对氨氮的硝化两个过程置于第一级反应器中同时完成，混合液经沉淀后在第二级中进行反硝化脱氮，然后进入最终沉淀池，进行泥水分离。二级生物脱氮系统的优点与三级生物脱氮系统较为类似，但是减少了一个中间沉淀池，整体工艺有所简化。

单级生物脱氮系统。此种系统的特点是在工艺流程中不设置中间沉淀池，仅在工艺的末位设有一个最终沉淀池。该工艺对有机污染物的去除以及氨化反应和硝化反应在同一构筑物内进行，从该构筑物流出的混合液不经过沉淀而直接进入缺氧池，利用反硝化细菌进行反硝化反应。所以该工艺的流程简单，处理构筑物和设备较少，克服了上述三级、二级生物脱氮系统的缺点，使得工程造价和运行管理复杂程度均有所降低。但是，该单级生物脱氮系统也存在着用于反硝化的有机碳源不足、难以进行调控、难以保证出水水质等问题。

1.4.2 前置反硝化工艺特点

以上的生物脱氮系统都是遵循污水有机碳氧化、氨化硝化、反硝化的顺序进行的。这种对污水顺序进行处理的三种系统都需要在硝化阶段投加碱度、而在反硝化阶段投加碳源有机物，使得运行费用增高。

因此，在80年代后期研究人员对脱氮工艺进行了改进，产生了前置反硝化工艺，即将反硝化单元置于系统之首。原污水和回流污泥首先同时进入位于系统初始的缺氧池，同时，一部分后续好氧池内已充分反应的硝化液也回流至该缺氧池（可称之为内循环或硝化液回流）。缺氧池内的反硝化菌以原废水中的有机碳为电子供体、以回流液中的硝酸盐（或亚硝酸盐）为电子受体，将硝态氮还原为气态氮，从而完成反硝化脱氮过程。在此之后，混合液进入到后续好氧池，再完成有机物氧化、硝化反应等反应[35-37]。

由于原污水是直接进入到系统之首的缺氧池，因此为缺氧池的反硝化反应提供了足够的有机物碳源，不需要再外投碳源，既节省了运行成本，又保证了反硝化过程对C/N比的要求。缺氧池设置于好氧池之前，反硝化过程也会消耗一部分的碳源有机物，减轻了后续好氧池的有机负荷，减少好氧池中有机物氧化和氨氮硝化所需的溶解氧量[38]。

在该前置反硝化系统中，缺氧池反硝化反应所产生的碱度也可以部分补偿