污水处理中的AO脱氮工艺

污水处理中的 脱氮工艺基本原理法生物去除氨氮原理：污水中的氨氮，在充氧的条件下段，被硝化菌硝化为硝态氮，大量硝态氮回流至段，在缺氧条件下，通过兼性厌氧反硝化菌作用，以污水中有机物作为电子供体，硝态氮作为电子受体，使硝态氮波还原为无污染的氮气，逸入大气从而达到终脱氮的自的。硝化反应：NH4++2O2-NO3反硝化反应：有机物）一5CO2T+7H2O+6OH+3N2T工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起，段不大于，段〜 。在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸，使大分子有机物分解为小分子有机物，不溶性的有机物转化成可溶性有机物，当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时，可提高污水的可生化性及氧的效率；在缺氧段，异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化有机链上的或氨基酸中的氨基游离出氨 、在充足供氧条件下，自养菌的硝化作用将 氧化为通过回流控制返回至池，在缺氧条件下，异氧菌的反硝化作用将还原为分子态氮 完成、、在生态中的循环，实现污水无害化处理。内循环生物脱氮工艺特点根据以上对生物脱氮基本流程的叙述，结合多年的废水脱氮的经验，我们总结出 生物脱氮流程具有以下优点：效率高该工艺对废水中的有机物，氨氮等均有较高的去除效果。当总停留时间大于 ，经生物脱氮后的出水再经过混凝沉淀，可将值降至 以下，其他指标也达到排放标准，总氮去除率在以上。流程简单，投资省，操作费用低反硝化在前，硝化在后，设内循环，以原污水中的有机底物作为碳源，效果好，反硝化反应充分；曝气池在后，使反硝化残留物得以进一步去除，提高了处理水水质；段搅拌，只起使污泥悬浮，而避免的增加。段的前段采用强曝气，后段减少气量，使内循环液的含量降低，以保证段的缺氧状态。该工艺是以废水中的有机物作为反硝化的碳源，故不需要再另加甲醇等昂贵的碳源。尤其，在蒸氨塔设置有脱固定氨的装置后，碳氮比有所提高，在反硝化过程中产生的碱度相应地降低了硝化过程需要的碱耗。缺氧反硝化过程对污染物具有较高的降解效率如、和 在缺氧段中去除率在 、 、，酚和有机物的去除率分别为 和，故反硝化反应是为经济的节能型降解过程。容积负荷高由于硝化阶段采用了强化生化，反硝化阶段又采用了高浓度污泥的膜技术，有效地提高了硝化及反硝化的污泥浓度，与国外同类工艺相比，具有较高的容积负荷。缺氧好氧工艺的耐负荷冲击能力强当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，本工艺均能维持正常运行，故操作管理也很简单。通过以上流程的比较，不难看出，生物脱氮工艺本身就是脱氮的同时，也降解酚、氰、 等有机物。结合水量、水质特点，我们推荐采用缺氧好氧的生物脱氮内循环工艺流程，使污水处理装置不但能达到脱氮的要求，而且其它指标也达到排放标准。法存在的问题由于没有立的污泥回流系统，从而不能培养出具有特功能的污泥，难降解物质的降解率较低；若要提高脱氮效率，必须加大内循环比，因而加大运行费用。从外，内循环液来自曝气池，含有一定的，使段难以保持理想的缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮率很难达到。污水脱氮的影响因素酸碱度值大量研究表明，氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的适宜的分别为〜和〜，当值低于 或高于 时，硝化反应停止。硝化细菌经过一段时间驯化后，可在低值 的条件下进行，但值突然降低，则会使硝化反应速度骤降，待值升高恢复后，硝化反应也会随之恢复。反硝化细菌适宜的值为〜，在这个值下反硝化速率较高，当值低于或高于 时，反硝化速率将明显降低。此外 值还影响反硝化终产物， 值超过 时终产物为氮气，低于时终产物是。硝化过程消耗废水中的碱度会使废水的值下降每硝化氨氮将消耗 碱度，以 计。相反，反硝化过程则会产生一定量的碱度使值上升每反硝化硝酸盐将产生 碱度，以 计但是由于硝化反应和反硝化过程是序列进行的，也就是说反硝化阶段产生的碱度并不能弥补硝化阶段所消耗的碱度。因此，为使脱氮系统处于佳状态，应及时调整值。温度硝化反应适宜的温度范围为〜℃，在〜℃范围内，反应速度随温度升高而加快，当温度小于℃时，硝化菌完全停止活动；在同时去除和硝化反应体系中，温度小于℃时，硝化反应速度会迅速降低，对硝酸菌的抑制会更加强烈。反硝化反应适宜的温度是〜℃，当温度低于℃时，反硝化作用停止，当温度高于℃时，反硝化速率也开始下降。有研究表明，温度对反硝化速率的影响取与反应设备的类型、负荷率的高低都有直接的关系，不同碳源条件下，不同温度对反硝化速率的影响也不同。溶解氧在好氧条件下硝化反应才能进行，溶解氧浓度不但影响硝化反应速率,而且影响其代谢产物。为满足正常的硝化反应，在活性污泥中，溶解氧的浓度至少要有 ，一般应在〜 ，生物膜法则应大于 。当溶解氧的浓度低于〜时，硝化反应过程将受到限制。传统的反硝化过程需在较为严格的缺氧条件下进行，因为氧会同竞争电子供体，且会抑制微生物对硝酸盐还原酶的合成及其活性。但是，在一般情况下，活性污泥生物絮凝体内存在缺氧区，曝气池内即使存在一定的溶解氧，反硝化作用也能进行。研究表明，要获得较好的反硝化效果，对于活性污泥系统，反硝化过程中混合液的溶解氧浓度应控制在 以下;对于生物膜系统，溶解氧需保持在以下。碳氮比在脱氮过程中， 将影响活性污泥中硝化菌所占的比例。因为硝化菌为自养型微生物，代谢过程不需要有机质，所以污水中的越小，即 的浓度越低硝化菌所占的比例越大，硝化反应越容易进行。硝化反应的一般要求是 ，下表是 推荐的不同的 对脱氮的效果的影响：不同的 的脱氮效果氨氮是硝化作用的主要基质，应保持一定的浓度，但氨氮浓度超过〜 时，会对硝化反应起抑制作用，其抑制程度随着氨氮浓度的增加而增加。反硝化过程需要有足够的有机碳源，但是碳源种类不同亦会影响反硝化速率。反硝化碳源可以分为三类：一类是易于生物降解的溶解性的有机物；第二类是可慢速降解的有机物；第三类是细胞物质，细菌利用细胞成分进行内源硝化。在三类物质中，一类有机物作为碳源的反应速率快，第三类慢。有研究认为，废水中BOD5/TKNN4〜6时，可以认为碳源充足，不必外加碳源。污泥龄污泥龄生物固体的停留时间是废水硝化管理的控制目标。为了使硝化菌菌群能在连续流的系统中生存下来，系统的必须大于自养型硝化菌的比生长速率，泥龄过短会导致硝化细菌的流失或硝化速率的降低。在实际的脱氮工程中，一般选用的污泥龄应大于实际的。有研究表明，对于活性污泥法脱氮，污泥龄一般不低于。污泥龄较长可以增加微生物的硝化能力，减轻有毒物质的抑制作用，但也会降低污泥活性。内回流比内回流的作用是向反硝化反应器内提供硝态氮，使其作为反硝化作用的电子受体，从而达到脱氮的目的，循环比不但影响脱氮的效果，而且影响整个系统的动力消耗，是一项重要的参数。循环比的取值与要求达到的效果以及反应器类型有关。有数据表明，循环比在以下，脱氮率很低；脱氮率在 以下，脱氮率随循环比升高而显著上升；内回流比高于 以后，脱氮效率提高较缓慢。一般情况下，对低氨氮浓度的废水，回流比在 〜 为经济。氧化还原电位在理论上，缺氧段和厌氧段的均为零，因此很难用描述。据研究，厌氧段值一般在〜 之间，好氧段值一般在 坐右，缺氧段的值在〜之间，因此可以用作为脱氮运行的控制参数。抑制性物质某些有机物和一些重金属、化物、硫及衍生物、游离氨等有害物质在达到一定浓度时会抑制硝化反应的正常进行。游离氨的抑制允许浓度：亚硝酸 为〜，硝酸盐为〜。有机物抑制硝化反应的主要原因：一是有机物浓度过高时，硝化过程中的异养微生物浓度会大大超过硝化菌的浓度，从而使硝化菌不能获得足够的氧而影响硝化速率；二是某些有机物对硝化菌具有直接的毒害或抑制作用。其他因素影响生物脱氮系统涉及厌氧