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关于AO脱氮工艺的浅谈!

2019/8/26 15:15:14 来路:美高梅集团工程师 著作人: 美高梅(集团)4858mgm:17次

1、根本原理

A/O法生物去除氨氮原理:污水中的氨氮,在充氧的条件下(O段),被硝化菌硝化为硝态氮,少量硝态氮回流至A段,在缺氧条件下,经过兼性厌氧反硝化菌作用,以污水中无机物作为电子供体,硝态氮作为电子受体,使硝态氮波复原为无净化的氮气,逸入大气从而到达终极脱氮的自的。

硝化反响:

NH4++2O2→NO3-+2H++H2O

反硝化反响:

6NO3-+5CH3OH(无机物)→5CO2↑+7H2O+6OH-+3N2↑

A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一同,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮净化物和可溶性无机物水解为无机酸,使大分子无机物剖析为小分子无机物,不溶性的无机物转化成可溶性无机物,当这些经缺氧水解的产品进入好氧池停止好氧处置时,可进步污水的可生化性及氧的服从;在缺氧段,异养菌将卵白质、脂肪等净化物停止氨化(无机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在富足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,经过回流控制前往至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-复原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,完成污水有害化处置。       

 

2、A/O内循环生物脱氮工艺特点

依据以上对生物脱氮根本流程的叙说,联合多年的废水脱氮的经历,我们总结出(A/O)生物脱氮流程具有以下长处:     

(1)服从高。

该工艺对废水中的无机物,氨氮等均有较高的去除结果。当总停顿日期大于54h,经生物脱氮后的出水再颠末混凝沉淀,可将COD值降至100mg/L以下,其他目标也到达排放规范,总氮去除率在70%以上。

(2)流程复杂,投资省,操纵用度低。

反硝化在前,硝化在后,设内循环,以原污水中的无机底物作为碳源,结果好,反硝化反响充沛;曝气池在后,使反硝化残留物得以进一步去除,进步了处置水水质;A段搅拌,只起使污泥悬浮,而防止DO的添加。O段的前段接纳强曝气,后段增加宇量,使内循环液的DO含量低落,以包管A段的缺氧形态。该工艺因此废水中的无机物作为反硝化的碳源,故不需求再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其,在蒸氨塔设置有脱牢固氨的安装后,碳氮比有所进步,在反硝化进程中发生的碱度相应地低落了硝化进程需求的碱耗。

(3)缺氧反硝化进程对净化物具有较高的降解服从。

如COD、BOD5和SCN-在缺氧段中去除率在67%、38%、59%,酚和无机物的去除率辨别为62%和36%,故反硝化反响是最为经济的节能型降解进程。

(4)容积负荷高。

由于硝化阶段接纳了强化生化,反硝化阶段又接纳了高浓度污泥的膜技能,无效地进步了硝化及反硝化的污泥浓度,与外洋同类工艺相比,具有较高的容积负荷。

(5)缺氧/好氧工艺的耐负荷打击才能强。

当进水水质动摇较大或净化物浓度较高时,本工艺均能维持正常运转,故操纵办理也很复杂。经过以下流程的比拟,不好看出,生物脱氮工艺自身便是脱氮的同时,也降解酚、氰、COD等无机物。联合水量、水质特点,我们引荐接纳缺氧/好氧(A/O)的生物脱氮(内循环) 工艺流程,使污水处置安装不光能到达脱氮的要求,并且别的目标也到达排放规范。

 

3、A/O法存在的题目

(1)由于没有独立的污泥回流条理,从而不克不及培育出具有共同功用的污泥,难降解物质的降解率较低;

(2)若要进步脱氮服从,必需加大内循环比,因此加大运转用度。从外,内循环液来自曝气池,含有肯定的DO,使A段难以坚持抱负的缺氧形态,影响反硝化结果,脱氮率很难到达90% 。

 

4、污水脱氮的影响要素

(1)酸碱度(pH值)

少量研讨标明,氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的适合的pH辨别为7.0~8.5和6.0~7.5,当pH值低于6.0或高于9.6时,硝化反响中止。硝化细菌颠末一段日期驯化后,可在低pH值(5.5)的条件下停止,但pH值忽然低落,则会使硝化反响速率骤降,待pH值降低规复后,硝化反响也会随之规复。

反硝化细菌最适合的pH值为7.0~8.5,在这个pH值下反硝化速率较高,当pH值低于6.0或高于8.5时,反硝化速率将分明低落。别的pH值还影响反硝化终极产品,pH值超越7.3时终产品为氮气,低于7.3时终产品是N2O。

硝化进程耗费废水中的碱度会使废水的pH值降落(每硝化1g氨氮将耗费7.14g碱度,以CaCO3计)。相反,反硝化进程则会发生肯定量的碱度使pH值上升(每反硝化1g硝酸盐将发生3.57g碱度,以CaCO3计)但是由于硝化反响和反硝化进程是序列停止的,也便是说反硝化阶段发生的碱度并不克不及补偿硝化阶段所耗费的碱度。因而,为使脱氮条理处于最佳形态,应实时调解pH值。

(2)温度(T)

硝化反响适合的温度范畴为5~35℃,在5~35℃范畴内,反响速率随温度降低而放慢,当温度小于5℃时,硝化菌完全中止运动;在同时去除COD和硝化反响体系中,温度小于15℃时,硝化反响速率会敏捷低落,对硝酸菌的克制会愈加激烈。

反硝化反响适合的温度是15~30℃,当温度低于10℃时,反硝化作用中止,当温度高于30℃时,反硝化速率也开端降落。

有研讨标明,温度对反硝化速率的影响取与反响设置装备摆设的范例、负荷率的上下都有间接的干系,差别碳源条件下,差别温度对反硝化速率的影响也差别。

(3)溶解氧(DO)

在好氧条件下硝化反响才干停止,溶解氧浓度不光影响硝化反响速率,并且影响其代谢产品。为满意正常的硝化反响,在活性污泥中,溶解氧的浓度至多要有2mg/L,普通应在2~3mg/L,生物膜规律应大于3mg/L。当溶解氧的浓度低于0.5~0.7mg/L时,硝化反响进程将遭到限定。

传统的反硝化进程需在较为严厉的缺氧条件下停止,由于氧会同竞争电子供体,且会克制微生物对硝酸盐复原酶的分解及其活性。但是,在普通状况下,活性污泥生物絮凝体内存在缺氧区,曝气池内即便存在肯定的溶解氧,反硝化作用也能停止。研讨标明,要取得较好的反硝化结果,关于活性污泥条理,反硝化进程中混淆液的溶解氧浓度应控制在0.5mg/L以下;关于生物膜条理,溶解氧需坚持在1.5mg/L以下。

(4)碳氮比(C/N)

在脱氮进程中,C/N将影响活性污泥中硝化菌所占的比例。由于硝化菌为自养型微生物,代谢进程不需求无机质,以是污水中的BOD5/TKN越小,即BOD5的浓度越低硝化菌所占的比例越大,硝化反响越容易停止。硝化反响的普通要求是BOD5/TKN>5,COD/TKN>8,下表是GradyC.P.L.Jr引荐的差别的C/N对脱氮的结果的影响:

差别的C/N的脱氮结果

氨氮是硝化作用的次要基质,应坚持肯定的浓度,但氨氮浓度超越100~200mg/L时,会对硝化反响起克制作用,其克制水平随着氨氮浓度的添加而添加。

反硝化进程需求有充足的无机碳源,但是碳源品种差别亦会影响反硝化速率。反硝化碳源可以分为三类:第一类是易于生物降解的溶解性的无机物;第二类是可慢速降解的无机物;第三类是细胞物质,细菌应用细胞身分停止内源硝化。在三类物质中,第一类无机物作为碳源的反响速率最快,第三类最慢。

有研讨以为,废水中BOD5/TKN≥4~6时,可以以为碳源富足,不用外加碳源。

(5)污泥龄(SRT)

污泥龄(生物固体的停顿日期)是废水硝化办理的控制目的。为了使硝化菌菌群能在延续流的条理中生活上去,条理的SRT必需大于自养型硝化菌的比生长速率,泥龄过短会招致硝化细菌的流失或硝化速率的低落。在实践的脱氮工程中,普通选用的污泥龄应大于实践的SRT。有研讨标明,关于活性污泥法脱氮,污泥龄普通不低于15d。污泥龄较长可以添加微生物的硝化才能,加重有毒物质的克制作用,但也会低落污泥活性。

(6)内回流比(r)

内回流的作用是向反硝化反响器内提供硝态氮,使其作为反硝化作用的电子受体,从而到达脱氮的目标,循环比不光影响脱氮的结果,并且影响整个条理的动力耗费,是一项紧张的参数。循环比的取值与要求到达的结果以及反响器范例有关。无数据标明,循环比在50%以下,脱氮率很低;脱氮率在200%以下,脱氮率随循环比降低而明显上升;内回流比高于200%当前,脱氮服从进步较迟缓。普通状况下,对低氨氮浓度的废水,回流比在200%~300%最为经济。

(7)氧化复原电位(ORP)

在实际上,缺氧段和厌氧段的DO均为零,因而很难用DO描绘。据研讨,厌氧段ORP值普通在-160~-200mV之间,好氧段ORP值普通在+180mV坐右,缺氧段的ORP值在-50~-110mV之间,因而可以用ORP作为脱氮运转的控制参数。

(8)克制性物质

某些无机物和一些重金属、氰化物、硫及衍生物、游离氨等无害物质在到达肯定浓度时会克制硝化反响的正常停止。游离氨的克制容许浓度:亚硝酸(Nitosomonas)为10~150mg/L,硝酸盐(Nitrobacter)为0.1~1mg/L。无机物克制硝化反响的次要缘由:一是无机物浓渡过高时,硝化进程中的异养微生物浓度会大大超越硝化菌的浓度,从而使硝化菌不克不及取得充足的氧而影响硝化速率;二是某些无机物对硝化菌具有间接的迫害或克制作用。

(9)其他要素影响

生物脱氮条理触及厌氧和缺氧进程,不需求供氧,但必需使污泥处于悬浮形态,搅拌是必须的,搅拌所需的功率对竖向搅拌器普通为12~16W/m3,对程度搅拌器普通为8W/m3。

(10)生物脱氮进程中氮素的转化条件

生物脱氮进程包罗氨氧化、亚硝化、硝化及反硝化,无机物降解碳化进程亦随同着这些进程同时完成。综合思索各项要素(如菌种及其增值速率、溶解氧、pH值、温度、负荷等)可无效减化和改进生物脱氮的总体进程。

生物脱氮反响与无机物好氧剖析反响条件与特性

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