城镇污水处理厂中总氮的主要由硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和少量有机氮组成。其中硝酸盐中的氮占总氮的90%以上，因此，尾水脱氮最重要的就是要去除尾水中的硝酸根。
目前，比较成熟的脱硝工艺可以分为物理、化学和生物脱硝方法。物理方法主要包括吸附/离子交换法、膜分离法，化学法主要包括化学催化法及活泼金属还原法。吸附/离子交换工艺应用历史长，工艺成熟。膜分离法包括反渗透和电渗析两种方法，膜分离方法比离子交换简单，产水率高，但两者都存在着废液排放二次污染等问题。化学法反应速度快，但催化剂价格较为昂贵，且副产物不易控制，鲜少工程应用。生物反硝化是通过微生物的反硝化作用将硝酸盐氮还原为氮气的方法。其中，生物反硝化法以其较低的运行费用，较高的去除效率及选择性等优点在世界范围内取得了广泛的应用。
生物法脱硝
生物反硝化是指在缺氧(anoxic)的条件下，反硝化细菌在生物酶的作用下以水中的no3-或no2-做为电子受体，通过一系列代谢过程将其还原为no、n2o和n2 的过程。生物反硝化现象在自然界中广泛存在，是自然界氮素循环的重要环节。在天然水体和土壤中，只要具备足够的有机物或其他可为细菌利用的能源物质(如硫磺、氢等)，在有硝酸盐的存在但缺少自由氧的条件下，都可发生生物反硝化作用。
与其他物理化学方法相比，生物反硝化法具有两个突出的优点，一是实现了硝酸盐氮的转化，能够使其彻底还原为氮气，避免了二次污染；二是对原水水质适应性强，只要运行参数调整适当，可以有针对性地使硝酸盐氮完全无害化。生物反硝化工艺前期工程投入费用较高，但运行费用较其它方法更为经济，非常适合大规模的给水处理，因此在世界范围内取得了最为广泛的应用。目前，工程上应用的两种工艺是反硝化滤池和硫/石灰石自养反硝化工艺。
反硝化滤池
反硝化滤池，顾名思义就是在具备普通滤池功能的同时具有反硝化功能在深度处理中能够进一步去除总氮的滤池，是高标准排放污水处理厂深度处理中最重要的构筑物，根据其结构、运行方式、滤料等的不同，可以分为许多种类。现在应用较广的主要有活性砂滤池、反硝化生物滤池、反硝化深床滤池三种。
反硝化滤池中进行的反硝化作用是以外加碳源为电子供体的异养反硝化作用，这就要求碳源的投加量必须严格控制，以保证出水水质总氮降低，同时cod不增加。(1)活性砂滤池
活性砂过滤器是一种集混凝、澄清、过滤为一体的高效过滤器。该滤池为上向流砂滤池，在运行时连续反冲洗。原水通过进水管进入过滤器内部，并经布水器均匀分配后上向逆流通过滤料层并外排。在此过程中，原水被过滤，水中的污染物含量降低：同时利用滤料上的挂膜微生物的反硝化作用来脱氮。砂随着料中污染物的含量增加，并且下层滤料层的污染物含量高于上层滤料。位于过滤器中央的空气提升泵在空压机的作用下将底层的砂滤料提至过滤器顶部的洗沙器中清洗。滤砂清洗后返回滤床，同时将清洗所产生的污染物外排。
采用活性砂滤池，过滤效果好，可同时去除ss、tp及tn，使得ss、tp及tn出水指标达到一级a标准。过滤水头较小，低于1．2m，设备材料替换费用低但投资较高，对滤层反洗不易控制。(2)反硝化生物滤池
反硝化生物滤池(dnbf)是在曝气生物滤池的基础上改进而来的一种滤池工艺。目前市场上有三种形式的反硝化生物滤池，分别为法国otv公司开发的biocarbone，法国得利满公司开发的biofor和丹麦克鲁格公司开发的biostyr。在我国反硝化生物滤池应用较少，只有部分投产案例，有待进一步研究开发利用。
该工艺主要工作原理为过滤、吸附和生物代谢，具体为以滤池中的填料为载体，在滤池内部形成缺氧环境，是滤料表明水质者大量生物膜，当污水流过时，利用滤料上所附的生物膜中高浓度的活性微生物的生物代谢、生物絮凝、生物膜和填料的物理吸附和截留以及反应器内沿水量方向食物链的分级捕食作用，实现反硝化脱氮以及其他污染物的高效去除。
采用反硝化生物滤池投资少、占地省、生物量大、处理效率高、过滤效果好，运行效果可靠，可同时去除ss、tp及tn，但滤速低，土建投资较大，水头损失较大，电耗增加，管理操作较为复杂。反硝化生物滤池是现行的污水深度脱氮处理技术。(3)反硝化深床滤池
反硝化深床滤池是美国sts水务集团的处理工艺，是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元。反硝化深床滤池是在传统的v型滤池池型的基础上发展而来，采用特殊规格及形状的石英砂作为反硝化生物的挂膜介质，同时深床又是硝酸氮(no3--n)及悬浮物极好的去除构筑物。介质有较好的悬浮物截留功效，在反冲洗周期区间，每平方米过滤面积能保证截留≥7．3kg的固体悬浮物。固体物负荷高的特性大大延长了滤池过滤周期，减少了反冲洗次数，并能轻松应对峰值流量或处理厂污泥膨胀等异常情况。
硫/石灰石自养反硝化工艺
以单质硫为电子供体的自养反硝化，该反硝化过程释放出h ，消耗水中的碱度，每反硝化掉1mg-n/l 的no3-要消耗3.74/3.91mg 碱度（以caco3 计），造成出水ph 的降低，因此，常常需要添加石灰来调节碱度。
硫/石灰石自养反硝化工艺(slad: sulfur/limestone autotrophic denitrification)是已经取得了工程应用的成熟工艺。但石灰石的添加会造成溶液中总溶解性固体升高，同时硫自养反应会使出水中的so42-浓度增加，因此，该系统比较适合处理so42-和硬度都较低的水。
slad 滤柱（硫/石灰 v/v：1/1）的最高反硝化负荷21.6 mmolno3-/l·d， 对应no3-初始浓度7.3 mm，对气态产物的监测结果表明n2 为主要反应产物，而且反硝化速率与硫磺比表面积相关，经计算得出单位面积硫磺的反硝化速率为26.4 mmol no3-/m2·s0·d。
生物膜污染造成出水水头损失增大，能耗增加是slad 滤柱运行中的主要问题，由于自养反硝化菌增殖较为缓慢，因此反冲洗周期一般为2-6 个月，随进水水质的变化略有波动。
各种脱硝工艺优缺点比较如下表：
| 工艺 | 优点 | 缺点 | |||
| 物理法 | 离子交换法 | 工艺简单、易于管理、容易实现自动化、运行效果稳定 | 高盐浓度再生废液的排放或处理问题，处置不当就有可能造成对环境的二次污染 | ||
| 吸附法 | 能回收硝酸盐和亚硝酸盐产品，具有一定的经济效益，工艺流程和设备也比较简单 | 由于硝酸根离子是一种极稳定的惰性阴离子，不易发生吸附作用，且吸附效率不高，鲜少工程运用 | |||
| 膜分离法 | 反渗透法 | 反渗透过程对硝酸根具有很好的截留效果，通常都会达到90%以上，在去除掉硝酸根的同时也会除去溶液中其他的无机离子和有机物，运行效果稳定 | 反渗透法对水质要求苛刻，通常需要在前端增加预处理，运行成本较高，仅适用于小规模水处理，存在浓水排放以及膜污染等问题 | ||
| 电渗析法 | 运行稳定，易维护 | 电渗析法阴极板易结垢，对水质要求苛刻，通常需要在前端增加预处理，投资及运行成本较高，仅适用于小规模水处理，存在浓水排放以及膜污染等问题 | |||
| 生物法 | 反硝化法 | 反硝化滤池 | 将硝酸根转化为氮气排出，不存在浓水排放问题；对来水水质要求低，无需预处理工艺；成本低，占地省，运行效果好，适合大量水厂使用 | 由于反应为异养反硝化，需要外加碳源，处理不当有机物会残留，造成二次污染；微生物活性受温度影响较大，出水水质不稳定；滤速低，土建投资占比较大，水头损失较大，电耗增加，管理操作较为复杂 | |
| 硫/石灰石自养反硝化工艺 | 将硝酸根转化为氮气排出，不存在浓水排放问题；对来水水质要求低，无需预处理工艺；无需外加碳源成本低，运行效果好 | 微生物活性受温度影响较大，出水水质不稳定；滤速低，土建投资占比较大，水头损失较大，电耗增加，管理操作较为复杂；微生物增殖慢，反应速率有限，反应时间长 | |||
知和环保声明：此资讯系转载自互联网其它网站，九游会老哥俱乐部登录的版权归属被转载网站，知和环保登载此文出于传递更多信息之目的，并不意味着赞同其观点或证实其描述。文章内容仅供参考。