万博在线登录注册 万博在线登录注册技術之短程硝化反硝化與同步硝化反硝化的區別

2020-10-06  來自: 万博在线登录注册 瀏覽次數:309

一、短程 硝化反硝化

1、簡介

生物脫氮 包括硝化和反硝化兩個反應過程,***步是由亞硝化菌將NH4 +-N 氧化 為NO2 --N的亞硝化過程;第二步是由硝化菌將NO2 --N氧化為氧化為NO3 --N的過程;然后通過反硝化作用將產生的NO3—N經由NO2 --N轉化為N2,NO2 --N是硝化和反硝化過程的中間產物。1975年Voets等在處理高濃度 氨氮万博在线登录注册 的研究中,發現了硝化過程中NO2 --N積累的現象,首1次提出了 短程硝化 反硝化脫氮的概念。如圖1所示。

短程硝化反硝化

短程硝化反硝化

比較兩種途徑,很明顯,短程硝化反硝化比全程硝化反硝化減少了NO2 -、NO3 -和NO3 - 、NO2-兩步反應,這使得短程硝化反硝化生物脫氮具有以下優點:

1、可節約供氧量25%。節省了NO2 -氧化為NO3 - 好氧 量。

2、在反硝化階段可以節省 碳源 40%。在C/N比一定的情況下提高了 TN 的去除率。并可以節省投堿量。

3、由于亞硝化菌世代周期比硝化菌短,控制在亞硝化階段可以提高硝化反應速度和 微生物 的濃度,縮短硝化反應的時間,而由于水力停留時間比較短,可以減少反應器的容積,節省基建投資,一般情況下可以使反應器的容積減少30%~40%。

4、短程硝化反硝化反應過程在硝化過程中可以減少產泥25%~34%,在反硝化過程中可以減少產泥約50%。

由于以上的優點,使得短程硝化-反硝化反應尤其適應于低C/N比的 万博在线登录注册 ,即高 氨氮 COD ,既節省動力費用又可以節省補充的碳源的費用,所以該 工藝 在煤 化工万博在线登录注册 方面非常可行。

2、影響短程硝化反硝化的因素

2.1溫度的影響

溫度對微生物影響很大。亞硝酸菌和硝酸菌的適宜溫度不相同,可以通過調節溫度抑制硝酸菌的生長而不抑制亞硝酸菌的方法,來實現短程硝化反硝化過程。國內的高大文研究表明:只有當反應器溫度超過28℃時,短程硝化反硝化過程才能較穩定地進行。

2.2 pH值的影響

pH較低時,水中較多的是氨離子和亞硝酸,這有利于硝化過程的進行,此時無亞硝酸鹽的積累;而當pH較高時,可以積累亞硝酸鹽。因此合適的pH環境有利于亞硝化菌的生長。pH對游離氨濃度也產生影響,進而也會影響亞硝酸菌的活性,研究表明:亞硝化菌的適宜pH值在8.0附近,硝化菌的pH值在7.0附近。因此,實現亞硝化菌的積累的pH值好在8.0左右。

2.3 溶解氧 (DO)的影響

DO對控制亞硝酸鹽的積累起著至關重要的作用。亞硝化反應和硝化反應均是好氧過程,而亞硝酸菌和硝酸菌又存在動力學特征的差異:低DO條件下亞硝酸菌對DO的親和力比硝酸菌強。可以通過控制DO使硝化過程只進行到氨氮氧化為亞硝態氮階段,從而淘汰硝酸菌,達到短程硝化的目的。

2.4泥齡的影響

氨氮的硝化速率比亞硝態氮的氧化速率快,而亞硝酸菌的世代周期比硝化菌的世代周期短,因此可以通過控制HRT使泥齡在亞硝酸菌和硝酸菌的小停留時間之間,使亞硝酸菌成為優勢菌種,逐步淘汰硝酸菌。

二、 同步硝化反硝化

1、簡介

根據傳統生物脫氮理論,脫氮途徑一般包括硝化和反硝化兩個階段,硝化和反硝化兩個過程需要在兩個隔離的反應器中進行,或者在時間或空間上造成交替 缺氧 和好氧環境的同一個反應器中;實際上,較早的時期,在一些沒有明顯的缺氧及 厭氧 段的 活性污泥 工藝中,人們就層多次觀察到氮的非同化損失現象,在曝氣系統中也曾多次觀察到氮的消失。在這些處理系統中,硝化和反硝化反應往往發生在同樣的處理條件及同一處理空間內,因此,這些現象被稱為同步硝化/反硝化(SND)。

對于各種處理工藝中出現的SND現象已有大量的報道,包括生物轉盤、連續流反應器以及序批示 SBR 反應器等等。與傳統硝化-反硝化處理工藝比較,SND具有以下的一些優點:

1、 能有效地保持反應器中pH穩定,減少或取消 堿度 的投加;

2、減少傳統反應器的容積,節省基建費用;

3、 對于僅由一個反應池組成的序批示反應器來講,SND能夠降低實現硝化-反硝化所需的時間;

4、 曝氣量的節省,能夠進一步降低能耗。

因此SND系統提供了今后降低投資并簡化生物除氮技術的可能性。

2、同步硝化/反硝化的機理研究

2.1、宏觀環境

生物反應器中的溶解氧DO主要是通過曝氣設備的充氧而獲得,無論何種曝氣裝置都無法使反應內氧氣在 污水 中充分混勻。最終形成反應器內部不同區域缺氧和好氧段,分別為反硝化菌和硝化菌的作用提供了優勢環境,造成了事實上硝化和反硝化作用的同時進行。除了反應器不同空間上的溶氧不均外,反應器在不同時間點上的溶氧變化也可以導致同步硝化/反硝化現象的發生。Hyungseok Yoo 研究了SBR反應器在曝氣反應階段,反應器內DO濃度歷經減小后逐漸 升高 ,并伴隨的同步硝化/反硝化現象。

2.2、微環境理論

缺氧微環境理論是目前已被普遍接受的一種機理,被認為是同步硝化/反硝化發生的主要原因之一。這一理論的基本觀點認為:在活性 污泥 的絮體中,從絮體表面至其內核的不同層次上,由于氧傳遞的限制原因,氧的濃度分布是不均勻的,微生物絮體外表面氧的濃度較高,內層濃度較低。在生物絮體顆粒尺寸足夠大的情況下,可以在菌膠團內部形成缺氧區,在這種情況下,絮體外層好氧硝化菌占優勢,主要進行硝化反應,內層為異樣反硝化菌占優勢,主要進行反硝化反應(如圖1)。除了活性污泥絮凝體外,一1定厚度的生物膜中同樣可存在溶氧梯度,使得生物膜內層形成缺氧微環境。

短程硝化反硝化

2.3 生物學解釋

傳統理論認為硝化反應只能由自養菌完成,反硝化只能在缺氧條件下進行,近年來,好氧反硝化菌和異樣硝化菌的存在已經得到了證實。

3、同步硝化反硝化影響因素

實現SND的關鍵在于對硝化反硝化菌的培養和控制,目前國內外研究認為對影響硝化反硝化菌的因素如下。

3.1、溶解氧

DO的影響對同步硝化反硝化至關重要,研究表明,通過控制DO濃度,使硝化速率與反硝化速率達到基本一致才能達到佳效果。

3.2、有機碳源

有機碳源對整個同步硝化反硝化體系的影響尤為重要。研究表明,有機碳源含量低則反硝化滿足不了要求;有機碳源含量高則不利于氨氮去除。

3.3、微生物絮體結構

微生物絮體結構不但影響生物絮體內DO的擴散,而且影響碳源的分布,絮體結構大小、密實度適中才有利于同步硝化反硝化。研究表明,微生物絮體的同步硝化反 硝化能力 隨活性污泥絮體大小的增加而提高。

3.4、pH值

同步硝化反硝化值在7.5左右時合適。硝化菌適pH為8.0~8.4,而反硝化菌適pH為6.5~8.0.

3.5 溫度

同步硝化反硝化溫度在10~20℃時適。硝化菌在20~25℃時性能減退,亞硝化反之。25℃時亞硝化性能***。25℃后,亞硝酸菌受游離氨的抑制明顯。


專營:

万博在线登录注册的研發、加工、安裝、調試;万博在线登录注册廠、自來水廠工藝設計、安裝、調試。

CopyRight © 版權所有: 万博在线登录注册 網站地圖 XML 商情信息 備案號:魯ICP備18002951號-4

本站關鍵字: 万博在线登录注册  万博在线登录注册 非膜一體化生活万博在线登录注册 工業万博在线登录注册治理 廢氣治理

魯公網安備 37070202000321號


掃一掃訪問移動端