万博在线登录注册 關于AO脫氮工藝的淺談!

2021-07-23  來自: 万博在线登录注册 瀏覽次數:90

1、基本原理

A/O法生物去除 氨氮 原理: 污水 中的氨氮,在充氧的條件下(O段),被硝化菌硝化為硝態氮,大量硝態氮回流至A段,在 缺氧 條件下,通過兼性 厭氧 反硝化菌作用,以污水中有機物作為電子供體,硝態氮作為電子受體,使硝態氮波還原為無污1染的氮氣,逸入大氣從而達到終脫氮的自的。硝化反應:

NH4++2O2→NO3-+2H++H2O

反硝化反應:

6NO3-+5CH3OH(有機物)→5CO2↑+7H2O+6OH-+3N2↑A/O 工藝 將前段缺氧段和后段 好氧 段串聯在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經缺氧水解的產物進入 好氧池 進行好氧處理時,可提高污水的可 生化性 及氧的效率;在缺氧段,異養菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養菌的硝化作用將NH3-N(NH4+) 氧化 為NO3-,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NO3-還原為分子態氮(N2)完成C、N、O在生態中的循環,實現污水***化處理。

2、A/O內循環 生物脫氮 工藝特點

根據以上對生物脫氮基本流程的敘述,結合多年的 万博在线登录注册 脫氮的經驗,我們總結出(A/O)生物脫氮流程具有以下優點:

(1)效率高。

該工藝對万博在线登录注册中的有機物,氨氮等均有較高的去除效果。當總停留時間大于54h,經生物脫氮后的出水再經過混凝沉淀,可將 COD 值降至100mg/L以下,其他指標也達到 排放標準 ,總氮去除率在70%以上。

(2)流程簡單,投資省,操作費用低。

反硝化在前,硝化在后,設內循環,以原污水中的有機底物作為 碳源 ,效果好,反硝化反應充分;曝氣池在后,使反硝化殘留物得以進一步去除,提高了處理水水質;A段攪拌,只起使 污泥 懸浮,而避免DO的增加。O段的前段采用強曝氣,后段減少氣量,使內循環液的DO含量降低,以保證A段的缺氧狀態。該工藝是以万博在线登录注册中的有機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,在反硝化過程中產生的 堿度 相應地降低了硝化過程需要的堿耗。

(3)缺氧反硝化過程對污染物具有較高的降解效率。

如COD、 BOD 5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和有機物的去除率分別為62%和36%,故反硝化反應是為經濟的節能型降解過程。

(4)容積負荷高。

由于硝化階段采用了強化生化,反硝化階段又采用了高濃度污泥的膜技術,有效地提高了硝化及反硝化的污泥濃度,與國外同類工藝相比,具有較高的容積負荷。

(5)缺氧/好氧工藝的耐負荷沖擊能力強。

當進水水質波動較大或污染物濃度較高時,本工藝均能維持正常運行,故操作管理也很簡單。通過以上1流程的比較,不難看出,生物脫氮工藝本身就是脫氮的同時,也降解酚、氰、COD等有機物。結合水量、水質特點,我們推薦采用缺氧/好氧(A/O)的生物脫氮(內循環) 工藝流程,使 万博在线登录注册 裝置不但能達到脫氮的要求,而且其它指標也達到排放 標準

3、A/O法存在的問題

(1)由于沒有獨立的污泥回流系統,從而不能培養出具有獨1特功能的污泥,難降解物質的降解率較低;

(2)若要提高脫氮效率,必1須加大內循環比,因而加大運行費用。從外,內循環液來自曝氣池,含有一1定的DO,使A段難以保持理想的缺氧狀態,影響反硝化效果,脫氮率很難達到90% 。

4、污水脫氮的影響因素

1、酸堿度(pH值)

大量研究表明,氨氧化菌和亞硝酸鹽氧化菌的適宜的pH分別為7.0~8.5和6.0~7.5,當pH值低于6.0或高于9.6時,硝化反應停止。硝化細菌經過一段時間馴化后,可在低pH值(5.5)的條件下進行,但pH值突然降低,則會使硝化反應速度驟降,待pH值 升高 恢復后,硝化反應也會隨之恢復。

反硝化細菌適宜的pH值為7.0~8.5,在這個pH值下反硝化速率較高,當pH值低于6.0或高于8.5時,反硝化速率將明顯降低。此外pH值還影響反硝化終產物,pH值超過7.3時終產物為氮氣,低于7.3時終產物是N2O。硝化過程消耗万博在线登录注册中的堿度會使万博在线登录注册的pH值下降(每硝化1g氨氮將消耗7.14g堿度,以CaCO3計)。相反,反硝化過程則會產生一1定量的堿度使pH值上升(每反硝化1g硝酸鹽將產生3.57g堿度,以CaCO3計)但是由于硝化反應和反硝化過程是序列進行的,也就是說反硝化階段產生的堿度并不能彌補硝化階段所消耗的堿度。因此,為使脫氮系統處于佳狀態,應及時調整pH值。

2、溫度(T)

硝化反應適宜的溫度范圍為5~35℃,在5~35℃范圍內,反應速度隨溫度升高而加快,當溫度小于5℃時,硝化菌完全停止活動;在同時去除COD和硝化反應體系中,溫度小于15℃時,硝化反應速度會迅速降低,對硝酸菌的抑制會更加強烈。

反硝化反應適宜的溫度是15~30℃,當溫度低于10℃時,反硝化作用停止,當溫度高于30℃時,反硝化速率也開始下降。

有研究表明,溫度對反硝化速率的影響取與反應設備的類型、負荷率的高低都有直接的關系,不同碳源條件下,不同溫度對反硝化速率的影響也不同。

3、 溶解氧 (DO)

在好氧條件下硝化反應才能進行,溶解氧濃度不但影響硝化反應速率,而且影響其代謝產物。為滿足正常的硝化反應,在 活性污泥 中,溶解氧的濃度至少要有2mg/L,一般應在2~3mg/L,生物膜法則應大于3mg/L。當溶解氧的濃度低于0.5~0.7mg/L時,硝化反應過程將受到限制。

傳統的反硝化過程需在較為嚴格的缺氧條件下進行,因為氧會同競爭電子供體,且會抑制微生物對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存在缺氧區,曝氣池內即使存在一1定的溶解氧,反硝化作用也能進行。研究表明,要獲得較好的反硝化效果,對于活性污泥系統,反硝化過程中混合液的溶解氧濃度應控制在0.5mg/L以下;對于生物膜系統,溶解氧需保持在1.5mg/L以下。

4、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。因為硝化菌為自養型微生物,代謝過程不需要有機質,所以污水中的BOD5/TKN越小,即BOD5的濃度越低硝化菌所占的比例越大,硝化反應越容易進行。硝化反應的一般要求是BOD5/TKN>5,COD/TKN>8,下表是GradyC.P.L.Jr推薦的不同的C/N對脫氮的效果的影響:

氨氮是硝化作用的主要基質,應保持一1定的濃度,但氨氮濃度超過100~200mg/L時,會對硝化反應起抑制作用,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碳源,但是碳源種類不同亦會影響反硝化速率。反硝化碳源可以分為三類:***類是易于生物降解的溶解性的有機物;第二類是可慢速降解的有機物;第三類是細胞物質,細菌利用細胞成分進行內源硝化。在三類物質中,***類有機物作為碳源的反應速率快,第三類慢。

有研究認為,万博在线登录注册中BOD5/TKN≥4~6時,可以認為碳源充足,不必外加碳源。

5、污泥齡(SRT)

污泥齡(生物固體的停留時間)是万博在线登录注册硝化管理的控制目標。為了使硝化菌菌群能在連續流的系統中生存下來,系統的SRT必1須大于自養型硝化菌的比生長速率,泥齡過短會導致硝化細菌的流失或硝化速率的降低。在實際的脫氮工程中,一般選用的污泥齡應大于實際的SRT。有研究表明,對于 活性污泥法 脫氮,污泥齡一般不低于15d。污泥齡較長可以增加微生物的硝化能力,減輕有毒物質的抑制作用,但也會降低污泥活性。

6、內 回流比 (r)

內回流的作用是向反硝化反應器內提供硝態氮,使其作為反硝化作用的電子受體,從而達到脫氮的目的,循環比不但影響脫氮的效果,而且影響整個系統的動力消耗,是一項重要的參數。循環比的取值與要求達到的效果以及反應器類型有關。有數據表明,循環比在50%以下,脫氮率很低;脫氮率在200%以下,脫氮率隨循環比升高而顯著上升;內回流比高于200%以后,脫氮效率提高較緩慢。一般情況下,對低氨氮濃度的万博在线登录注册,回流比在200%~300%為經濟。

7、氧化還原電位( ORP

在理論上,缺氧段和厭氧段的DO均為零,因此很難用DO描述。據研究,厭氧段ORP值一般在-160~-200mV之間,好氧段ORP值一般在+180mV坐右,缺氧段的ORP值在-50~-110mV之間,因此可以用ORP作為脫氮運行的控制參數。

8、抑制性物質

某些有機物和一些重金屬、氰1化物、硫及衍生物、游離氨等有害物質在達到一1定濃度時會抑制硝化反應的正常進行。游離氨的抑制允許濃度:亞硝酸(Nitosomonas)為10~150mg/L,硝酸鹽(Nitrobacter)為0.1~1mg/L。有機物抑制硝化反應的主要原因:一是有機物濃度過高時,硝化過程中的異養微生物濃度會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;二是某些有機物對硝化菌具有直接的毒害或抑制作用。

9、其他因素影響

生物脫氮系統涉及厭氧和缺氧過程,不需要供氧,但必1須使污泥處于懸浮狀態,攪拌是必需的,攪拌所需的功率對豎向攪拌器一般為12~16W/m3,對水平攪拌器一般為8W/m3。

10、生物脫氮過程中氮素的轉化條件

生物脫氮過程包括氨氧化、亞硝化、硝化及反硝化,有機物降解碳化過程亦伴隨著這些過程同時完成。綜合考慮各項因素(如菌種及其增值速度、溶解氧、pH值、溫度、負荷等)可有效減化和改善生物脫氮的總體過程。生物脫氮反應與有機物好氧分解反應條件與特性


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