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文檔簡(jiǎn)介

1、污水處理中的AO脫氮工藝基本原理A/0法生物去除氨氮原理:污水中的氨氮,在充氧的條件下(0 段),被硝化菌硝化為硝態(tài)氮,大量硝態(tài)氮回流至A段,在缺氧條件 下,通過兼性厭氧反硝化菌作用,以污水中有機(jī)物作為電子供體,硝 態(tài)氮作為電子受體,使硝態(tài)氮波還原為無污染的氮?dú)?,逸入大氣從?達(dá)到終脫氮的自的。硝化反應(yīng):NH4+2O2tNO3T2H +H 20反硝化反應(yīng):6N 0 3T5c H30H 南機(jī)物)-5CO2T+7H2O+6OH3N2TA/0工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起,A段D0不大 于0.2m g/L, 0段D 0 =24m g/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、 纖維、碳水化合物等懸浮

2、污染物和可溶性有機(jī)物水解為有機(jī)酸,使大 分子有機(jī)物分解為小分子有機(jī)物,不溶性的有機(jī)物轉(zhuǎn)化成可溶性有機(jī) 物,當(dāng)這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進(jìn)入好氧池進(jìn)行好氧處理時(shí),可提高污 水的可生化性及氧的效率;在缺氧段,異養(yǎng)菌將蛋白質(zhì)、脂肪等污染 物進(jìn)行氨化密機(jī)鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨ZH 3、N H 4+), 在充足供氧條件下,自養(yǎng)菌的硝化作用將N H 3K (N H 4+)氧化為N 0 3- 通過回流控制返回至A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用將 N0 3坯原為分子態(tài)氮82)完成C、N、0在生態(tài)中的循環(huán),實(shí)現(xiàn)污水 無害化處理。A/0內(nèi)循環(huán)生物脫氮工藝特點(diǎn)根據(jù)以上對(duì)生物脫氮基本流程的敘述,結(jié)合多年的

3、廢水脫氮的經(jīng) 驗(yàn),我們總結(jié)出白冷)生物脫氮流程具有以下優(yōu)點(diǎn):.效率高該工藝對(duì)廢水中的有機(jī)物,氨氮等均有較高的去除效果。當(dāng)總停 留時(shí)間大于54h,經(jīng)生物脫氮后的出水再經(jīng)過混凝沉淀,可將C0D 值降至100m g/L以下,其他指標(biāo)也達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn),總氮去除率在70% 以上。.流程簡(jiǎn)單,投資省,操作費(fèi)用低反硝化在前,硝化在后,設(shè)內(nèi)循環(huán),以原污水中的有機(jī)底物作為 碳源,效果好,反硝化反應(yīng)充分;曝氣池在后,使反硝化殘留物得以 進(jìn)一步去除,提高了處理水水質(zhì);A段攪拌,只起使污泥懸浮,而避 免D0的增加。0段的前段采用強(qiáng)曝氣,后段減少氣量,使內(nèi)循環(huán)液 的D0含量降低,以保證A段的缺氧狀態(tài)。該工藝是以廢水中的有

4、 機(jī)物作為反硝化的碳源,故不需要再另加甲醇等昂貴的碳源。尤其, 在蒸氨塔設(shè)置有脫固定氨的裝置后,碳氮比有所提高,在反硝化過程 中產(chǎn)生的堿度相應(yīng)地降低了硝化過程需要的堿耗。.缺氧反硝化過程對(duì)污染物具有較高的降解效率如COD、B0D5和SCN蓋缺氧段中去除率在67%、38%、59% , 酚和有機(jī)物的去除率分別為62%和36% ,故反硝化反應(yīng)是為經(jīng)濟(jì)的節(jié)能型降解過程。.容積負(fù)荷高由于硝化階段采用了強(qiáng)化生化,反硝化階段又采用了高濃度污泥 的膜技術(shù),有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度,與國(guó)外同類工藝 相比,具有較高的容積負(fù)荷。.缺氧掰氧工藝的耐負(fù)荷沖擊能力強(qiáng)當(dāng)進(jìn)水水質(zhì)波動(dòng)較大或污染物濃度較高時(shí),本工藝均

5、能維持正常 運(yùn)行,故操作管理也很簡(jiǎn)單。通過以上流程的比較,不難看出,生物 脫氮工藝本身就是脫氮的同時(shí),也降解酚、鼠、COD等有機(jī)物。結(jié) 合水量、水質(zhì)特點(diǎn),我們推薦采用缺氧四氧(A/0)的生物脫氮的循環(huán)) 工藝流程,使污水處理裝置不但能達(dá)到脫氮的要求,而且其它指標(biāo)也 達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。A/0法存在的問題.由于沒有立的污泥回流系統(tǒng),從而不能培養(yǎng)出具有特功能的污 泥,難降解物質(zhì)的降解率較低;.若要提高脫氮效率,必須加大內(nèi)循環(huán)比,因而加大運(yùn)行費(fèi)用。 從外,內(nèi)循環(huán)液來自曝氣池,含有一定的DO,使A段難以保持理想 的缺氧狀態(tài),影響反硝化效果,脫氮率很難達(dá)到90% o污水脫氮的影響因素1 .酸堿度6H值)大量研

6、究表明,氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌的適宜的pH分別為 7.08.5和6.07.5,當(dāng)pH值低于6.0或高于9.6時(shí),硝化反應(yīng)停 止。硝化細(xì)菌經(jīng)過一段時(shí)間馴化后,可在低pH值(5.5)的條件下進(jìn)行, 但pH值突然降低,則會(huì)使硝化反應(yīng)速度驟降,待pH值升高恢復(fù)后,硝化反應(yīng)也會(huì)隨之恢復(fù)。反硝化細(xì)菌適宜的pH值為7.08.5,在這個(gè)pH值下反硝化速 率較高,當(dāng)pH值低于6.0或高于8.5時(shí),反硝化速率將明顯降低。 此外pH值還影響反硝化終產(chǎn)物,pH值超過7.3時(shí)終產(chǎn)物為氮?dú)猓?低于7.3時(shí)終產(chǎn)物是N20 o硝化過程消耗廢水中的堿度會(huì)使廢水的pH值下降(每硝化1g氨 氮將消耗7.14g堿度,以CaC03計(jì)

7、)。相反,反硝化過程則會(huì)產(chǎn)生 一定量的堿度使pH值上升(每反硝化1g硝酸鹽將產(chǎn)生3.57g堿度, 以CaC03計(jì))但是由于硝化反應(yīng)和反硝化過程是序列進(jìn)行的,也就 是說反硝化階段產(chǎn)生的堿度并不能彌補(bǔ)硝化階段所消耗的堿度。因此, 為使脫氮系統(tǒng)處于佳狀態(tài),應(yīng)及時(shí)調(diào)整pH值。2溫度(T)硝化反應(yīng)適宜的溫度范圍為535,在535范圍內(nèi),反應(yīng) 速度隨溫度升高而加快,當(dāng)溫度小于5時(shí),硝化菌完全停止活動(dòng); 在同時(shí)去除C0D和硝化反應(yīng)體系中,溫度小于15c時(shí),硝化反應(yīng)速 度會(huì)迅速降低,對(duì)硝酸菌的抑制會(huì)更加強(qiáng)烈。反硝化反應(yīng)適宜的溫度是1530C,當(dāng)溫度低于10時(shí),反硝 化作用停止,當(dāng)溫度高于30C時(shí),反硝化速率也

8、開始下降。有研究表明,溫度對(duì)反硝化速率的影響取與反應(yīng)設(shè)備的類型、負(fù) 荷率的高低都有直接的關(guān)系,不同碳源條件下,不同溫度對(duì)反硝化速 率的影響也不同。.溶解氧Q0)在好氧條件下硝化反應(yīng)才能進(jìn)行,溶解氧濃度不但影響硝化反應(yīng) 速率,而且影響其代謝產(chǎn)物。為滿足正常的硝化反應(yīng),在活性污泥中, 溶解氧的濃度至少要有2m g/L, 一般應(yīng)在23mg/L,生物膜法則應(yīng) 大于3mg/L。當(dāng)溶解氧的濃度低于0.50.7m g/L時(shí),硝化反應(yīng)過程 將受到限制。傳統(tǒng)的反硝化過程需在較為嚴(yán)格的缺氧條件下進(jìn)行,因?yàn)檠鯐?huì)同 競(jìng)爭(zhēng)電子供體,且會(huì)抑制微生物對(duì)硝酸鹽還原酶的合成及其活性。但 是,在一般情況下,活性污泥生物絮凝體內(nèi)存

9、在缺氧區(qū),曝氣池內(nèi)即 使存在一定的溶解氧,反硝化作用也能進(jìn)行。研究表明,要獲得較好 的反硝化效果,對(duì)于活性污泥系統(tǒng),反硝化過程中混合液的溶解氧濃 度應(yīng)控制在0.5m g/L以下;對(duì)于生物膜系統(tǒng),溶解氧需保持在1.5m g/L 以下。.碳氮比C/N)在脫氮過程中,C/N將影響活性污泥中硝化菌所占的比例。因?yàn)?硝化菌為自養(yǎng)型微生物,代謝過程不需要有機(jī)質(zhì),所以污水中的 B0D5/TKN越小,即B0D5的濃度越低硝化菌所占的比例越大,硝 化反應(yīng)越容易進(jìn)行。硝化反應(yīng)的一般要求是BOD5/TKN5, COD /TKX 8,下表是G xadyC PL. Jr推薦的不同的C次對(duì)脫氮的效果 的影響:不同的的脫氮

10、效果氨氮是硝化作用的主耍基質(zhì),應(yīng)保持一定的濃度,但氨氮濃度超過100200nl g/L時(shí),會(huì)對(duì)硝化反應(yīng)起抑制作用,其抑制程度隨著氨 氮濃度的增加而增加。反硝化過程需要有足夠的有機(jī)碳源,但是碳源種類不同亦會(huì)影響 反硝化速率。反硝化碳源可以分為三類:一類是易于生物降解的溶解 性的有機(jī)物;第二類是可慢速降解的有機(jī)物;第三類是細(xì)胞物質(zhì),細(xì) 菌利用細(xì)胞成分進(jìn)行內(nèi)源硝化。在三類物質(zhì)中,一類有機(jī)物作為碳源 的反應(yīng)速率快,第三類慢。有研究認(rèn)為,廢水中BOD5/TKN246時(shí),可以認(rèn)為碳源充足, 不必外加碳源。.污泥齡6RT)污泥齡性物固體的停留時(shí)間)是廢水硝化管理的控制目標(biāo)。為了 使硝化菌菌群能在連續(xù)流的系統(tǒng)

11、中生存下來,系統(tǒng)的SRT必須大于 自養(yǎng)型硝化菌的比生長(zhǎng)速率,泥齡過短會(huì)導(dǎo)致硝化細(xì)菌的流失或硝化 速率的降低。在實(shí)際的脫氮工程中,一般選用的污泥齡應(yīng)大于實(shí)際的 SRTo有研究表明,對(duì)于活性污泥法脫氮,污泥齡一般不低于15do 污泥齡較長(zhǎng)可以增加微生物的硝化能力,減輕有毒物質(zhì)的抑制作用, 但也會(huì)降低污泥活性。.內(nèi)回流比6內(nèi)回流的作用是向反硝化反應(yīng)器內(nèi)提供硝態(tài)氮,使其作為反硝化 作用的電子受體,從而達(dá)到脫氮的目的,循環(huán)比不但影響脫氮的效果, 而且影響整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)力消耗,是一項(xiàng)重要的參數(shù)。循環(huán)比的取值與 要求達(dá)到的效果以及反應(yīng)器類型有關(guān)。有數(shù)據(jù)表明,循環(huán)比在50% 以下,脫氮率很低;脫氮率在200%以

12、下,脫氮率隨循環(huán)比升高而顯著上升;內(nèi)回流比高于200%以后,脫氮效率提高較緩慢。一般情況下,對(duì)低氨氮濃度的廢水,回流比在200%300%為經(jīng)濟(jì)。.氧化還原電位(0RP)在理論上,缺氧段和厭氧段的D0均為零,因此很難用DO描述。 據(jù)研究,厭氧段ORP值一般在-160丑00m V之間,好氧段ORP值 一般在+180m V坐右,缺氧段的ORP值在T0-LlOm V之間,因此 可以用ORP作為脫氮運(yùn)行的控制參數(shù)。.抑制性物質(zhì)某些有機(jī)物和一些重金屬、化物、硫及衍生物、游離氨等有害物 質(zhì)在達(dá)到一定濃度時(shí)會(huì)抑制硝化反應(yīng)的正常進(jìn)行。游離氨的抑制允許 濃度:亞硝酸的itosom onas)為10150m g/L,硝酸鹽8itrobacter) 為0.1lmg/L。有機(jī)物抑制硝化反應(yīng)的主要原因:一是有機(jī)物濃度 過高時(shí),硝化過程中的異養(yǎng)微生物濃度會(huì)大大超過硝化菌的濃度,從 而使硝化菌不能獲得足夠的氧而影響硝化速率;二是某些有機(jī)物對(duì)硝 化菌具有直接的毒害或抑制作用。.其他因素影響生

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