碳氮比,是指生化需氧量与总凯氏氮的比值。污水脱氮生物处理过程中氮的转化包括氨化、同化、硝化和反硝化作用。碳氮比的高低,是影响传统工艺反硝化过程进行的重要因素。由于低碳氮比污水中有机物含量偏低,其本身所能提供的碳源不能满足反硝化的要求,这使得采用传统生物脱氮工艺处理低碳氮比污水时遇到较大的困难,因此低碳氮比污水处理新技术逐渐成为研究热点。目前生物脱氮新工艺由于微生物的变异性,致使系统在运行过程中不耐冲击负荷,并且每次冲击都会使硝酸细菌因适应性增强而竞争增强,可能导致系统运行失效。采用物理方法处理存在着仅是将硝酸盐氮收集,并没有进行处理的问题。采用土地处理系统和开发新式碳源处理低碳氮比污水,研发费用,资金投入成本较高。本论文以城市污水厂排除的低碳氮比污水为研究对象,采用电化学处理方法和化学催化生物处理方法研究污水的深度脱氮技术,在电化学方法试验中,通过装置中填料和外加电场的作用,为反硝化过程提供电子供体,同时提供反应所需的能量。在化学催化生物脱氮处理工艺中,通过铁碳填料上附着的生物膜作用,对进水氨氮进行硝化反应,同时铁碳填料释放出的亚铁离子在微电场条件下,为反硝化过程提供电子。铁碳填料上部的生物沸石填料,在沸石的吸附作用,离子交换作用和沸石的生物膜共同作用下,进一步实现对低碳氮比污水的脱氮。现场试验部分采用电化学方法,利用催化电氧化反应器通过改变外加电压调整电极的表面电场,进一步控制反应的活化能和反应速度,因此具有启动速度较快,参数的调整方便等优点。催化电氧化脱氮的主要途径是N03-N在外加电场与催化填料中还原性物质的共同作用下还原成N2释放。同时,少量N03-N在外加电场和催化作用下转变成NH3-N。TN的去除率约为50%。曝气微电解预处理装置为脱氮反应提供Fe2+,同时提高催化电氧化装置的进水电导率,有利于进一步提高反应效率。处理工艺对COD也有一定的降解,同时,对污水中的有毒有害重金属离子也有一定的去除作用。采用化学催化生物脱氮化装置对低碳氮比污水进行脱氮处理的主要途径是通过下部铁碳填料上附着的生物膜,在硝化细菌的硝化作用下,将进水氨氮转化为硝酸盐氮,同时硝酸盐氮在铁碳填料产生的二价铁离子及催化金属的催化作用下,通过微电解反应提供的坏境,将硝酸盐氮转化为氮气释放。反应后的污水进入上部的沸石处理层,在沸石的吸附作用,离子交换作用,和沸石表面生物膜的共同作用下,进一步对氨氮进行去除,沸石生物膜在对氨氮进行生物作用的同时,有助于沸石的进一步再生。同时在低温条件下,化学催化生物脱氮工艺对氨氮的去除效率并未下降,故化学催化作用对硝化细菌的生长存在着促进作用。综上所述,通过电化学处理技术和化学催化生物脱氮技术对低碳氮比的污水的深度脱氮处理具有很好的处理效果,通过外加电场或微电场环境为反硝化过程提供能量,不需另外投加碳源,具有工艺流程简单,启动速度较快,占地面积小,节约资金投入优点。凭借自身的优势和特点,预计会成为低碳氮比污水深度脱氮处理中的重要水处理技术。