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生物脱氮、硝化反硝化原理及影响因素分析

发布时间:2019/6/20 17:40:46 点击: 字号:

  

废水中的氮通常以含氮有机物、氨、硝酸盐和亚硝酸盐的形式存在。生物处理将大部分有机氮转化为氨,然后氨可以进一步转化为硝酸盐。

快速去除水中氨氮的方法有很多,但常见的脱氮工艺有生物硝化反硝化、沸石选择性交换吸附、气提和断点氯化。

现在我将详细介绍以下快速去除水中氨氮的方法:

(一)微生物硝化

在好氧条件下,通过亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌的作用将氨氮氧化成亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的过程称为生物硝化。

从上面的公式可以看出:

(1)硝化过程中,当1g氨氮转化为硝态氮时,需要4.57g氧气;

(2)硝化过程中氢的释放会消耗废水中的碱度。对于lg氨氮的每次氧化,碱度(以CaCO3计算)将消耗7.lg。

影响硝化过程的主要因素有:

(1)ph值;当酸碱度为8.0~8.4(20℃)时,硝化作用最快。由于硝化过程中酸碱度会下降,当废水碱度不足时,应加入石灰以保持酸碱度在7.5以上。

(2)温度;当温度高时,硝化速度快。亚硝酸盐细菌的最佳水温为35℃,其活性在15℃以下急剧下降,因此水温不应低于15℃。

(3)污泥停留时间;硝化细菌的增殖率很小,最大比生长率为=0.3~0.5d-1(温度20℃,酸碱度8.0~8.4)。为了在池中保持一定量的硝化细菌,污泥停留时间必须大于硝化细菌的最小生成时间。在实际操作中,一般应取>2,或>2;

(4)溶解氧;氧是生物硝化过程中的电子受体,其浓度过低,不利于硝化。硝化一般在活性污泥曝气池中进行,溶解氧应保持在2~3毫克/升以上;

(5)生化需氧量负荷;硝化细菌是自养细菌,而生化需氧量氧化细菌是异养细菌。如果BOD5负荷过高,生长速率较高的异养细菌会迅速繁殖,因此白光型硝化细菌不会获得优势,导致硝化速率降低。因此,为了充分进行硝化,BOD5负荷应保持在0.3kg(BOD5)/kg(ss)d以下。

(二)微生物反硝化

缺氧条件下,由于兼性反硝化菌(脱氮菌)的作用,将NO2-氮和NO3-氮还原到N2的过程称为脱氮。反硝化全过程中的电子器件供体(氢供体)是各式各样的有机化学底物(碳源)。以甲醇为碳源。

由此可见,在生物脱氮过程中,不仅NO3-N和NO2-氮可以被还原,有机物也可以被氧化分解。

影响脱氮的主要因素:

(1)温度;温度对反硝化作用的影响大于其他生物废水处理工艺。一般来说,最好保持温度在20~40℃。冬季温度过低时,可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施保持良好的脱氮效果。

(2)ph值;脱氮过程的酸碱度控制在7.0-8.0之间;

(3)溶解氧;氧气可以抑制反硝化作用。反硝化反应器中溶解氧一般应控制在0.5毫克/升以下(活性污泥法)或1毫克/升以下(生物膜法);

(4)有机碳源;当废水中含有足够的有机碳源bod5/TN>(3~5)时,不需要额外的碳源。当废水中碳氮比低于该比例时,应添加额外的有机碳。大多数添加的有机碳是甲醇。考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗,甲醇的用量一般是NO3-N的3倍..此外,微生物死亡也可以使用;自溶后释放的有机碳部分被称为“内部碳源”,但这需要较长的停留时间或较低的污泥负荷率,这使得微生物处于生长曲线的静止或下降阶段,因此槽容积相应增加。

 

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