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短程反硝化对农村污水氮磷去除效率研究

北极星环保网来源:中国资源综合利用 李智敏2018/6/20 12:52:13我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:污水处理 农村污水 短程反硝化

北极星环保网讯:在农村污水处理中,除磷、除氮是较为常见的污水处理问题。现阶段,农村污水的氮磷去除技术相对滞后,无法全面提高工作效率,从而制约农村水资源的整合。而防治水污染是落实《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》、党的十九大报告中建设美丽中国的要求,同时也是实现社会经济及社会环境协调发展的重要保障。

1农村污水氮磷去除的意义

1.1污水氮磷去除的价值

据统计,我国河流中污染河水占总河水的42.7%,完全污染以及失去使用价值的河流占总河流数量的15%。随着经济的发展,农村生活水平逐渐提高,污水排放量不断增加,造成河水污染问题。

因此,在现阶段农村污水氮磷物质去除的过程中,人们应该结合先进的技术形式,强化对氮磷物质的回收。同时,要严格控制氮以及磷的排放,并将其作为重点研究对象,实现资源的回收再利用。这种技术可以充分满足现代化污水去除的可持续化条件。因此,相关部门要分析我国现阶段农村污水回收现状。

例如,运用鸟粪石法时,鸟粪石作为一种缓释肥,其中的磷含量比其他物质高,所以,当溶解物中存在Mg2+、NH4+等物质,且浓度积大于鸟粪石溶度积常数时,就会出现自发性的沉淀从而实现磷物质的去除。又如,在使用吸附法时,基团、腐殖酸等活性基团与磷酸根离子发生反应,可以去除污水中的磷,通过酸处理可以实现对磷的回收。

1.2污水氮磷去除的重要性

对于农村污水处理而言,作为环境治理的重点内容,一些较为成熟的设备可以实现污水中氮磷的去除,但是,效果并不是十分理想。所以,人们逐渐关注农村污水的去除及治理,一些企业积极研究污水处理方法,其核心是提升污水处理的整体价值。

部分企业在农村污水氮磷去除的过程中,采用短程反硝化系统形式,并结合微生物理论技术探究方法,对其处理方案进行研究。在氮磷去除的过程中,可以建立快速定向培养反硝化聚磷菌、启动生物反应器的方法,以便达到污水去除的目的,最终形成稳定、有效的污水处理技术,从而解决农村污水处理问题,促进生态环境的稳定发展。

2试验分析

2.1试验装置

在利用短程反硝化去除农村污水中的氮磷时,人们可以选择厌氧缺氧反应器以及好氧反应器。主要器材有:曝气头、转子流量计、鼓风机、搅拌器、pH感应器、温度感应器、温度控制器、溶解氧反应器、溶解氧仪、pH检测仪、蠕动泵Ⅰ、蠕动泵Ⅱ。

2.2试验过程

2.2.1短程反硝化除磷脱氮系统的污水处理

在农村污水处理的过程中,人们应该分析传统的生物氮磷去除方法,进行反应器的利用,从而达到有效去除污染的目的。研究中选择贵州省山区农村污水,利用短程反硝化除磷脱氮技术,分析污水性能。污水取回后呈现深褐色,首先需要将污水净置,然后闷曝48h,颜色变浅,污水活性提升,然后将静置好的污水放在好氧反应器和厌氧/缺氧反应器中,进行污水的接种处理。通常状况下,在好氧反应器培养中,需要填充组合性的纤维材料,所选择的材料一定要具有散热性、阻力小等特点。在传统氮磷去除的过程中,除磷菌具有厌氧释磷的作用。因此,在试验中,人们要培养传统除磷菌,然后在进行厌氧/缺氧运行,从而达到反硝化聚磷菌培养的目的。

2.2.2亚硝酸细菌培养驯化技术

在农村污水处理中,通过构建亚硝酸菌驯化方法,人们可以实现间歇性曝气的检验。间歇曝气的状态,会使硝化细菌减小的概率逐渐增加,因此,检测人员应该重视亚硝酸细菌的影响因素。通常,该阶段的亚硝酸间歇曝气时间需要维持在8h,每隔45min进行停曝及曝气的转换,转换4次,然后进行静沉出水的处理。在系统运行和检测过程中,需不断检测出水压硝态氮、氨氮以及硝态氮的浓度,在检测32d后,污水中氨氮去除率和亚硝化率分别达到96%、95%,在稳定一段时间后,进行反应过程的确定。

2.2.3反硝化除磷菌的培养

一般情况下,反硝化聚磷菌的培养分为两个阶段。第一阶段:厌氧/好氧阶段。传统的聚磷菌具有较强的厌氧释磷功能,主要是将O2作为电子受体,吸收污水中的PO43-,并在此阶段达到厌氧/好氧交替的最终目的。而且,在集中以O2为主的电子受体后,可以获得除磷菌,整个周期为8h,其中的反应时间可以进行系统调节。在系统运行的初始阶段,系统运行效率相对较高,之后吸磷的效果会逐渐降低,2h后不会出现吸磷现象。针对污水变化状况,人们可以调整温度,通常状况下的温度为22℃,在温度调整的过程中,需要将其分为三个周期。不同周期中需要加入模拟废水,并搅拌3h,从而使污水中的磷得到有效稀释,而处于饥饿状态的聚磷菌会吸收水分中的O2并及时吸收PO43-。在定期检测中,污水检测中的物质浓度发生转变,30d后会取得良好除磷效果,其中COD(化学需氧量)以及磷酸盐的变化应该得到相关人员的关注。当进水COD浓度维持在100.83mg/L时,磷酸盐浓度为100.83mg/L,在系统不断运行中,聚磷菌吸收COD的能力会逐渐增强,所以,其厌氧释磷效果也就随之增加。因此,在农村污水处理中,为了达到更好的除磷效果,需要在整个阶段补充充足的碳源,以便达到磷的充分释放。

第二阶段:NO2-N的培养。在污水处理中,厌氧好氧运行39d后,将氧气作为电子受体的反硝化磷酸会逐渐增大,该阶段将亚硝酸作为主要试剂,实现厌氧结束。在污水处理中,缺氧开始前,需要大量投加亚硝酸,使得电子受体反硝化聚磷菌出现,然后加入亚硝酸钠作为整个过程处理的诱导剂,将反应周期设定为8d,然后达到驯化的目的。在该阶段反应的第五天,磷酸盐去除率逐渐发生变化,由原来的90.32%降为26.12%,从而实现除磷的目的。在处理15d后,需要停止氧末段的曝气,然后将投放亚硝酸量提高到18mL/L。

2.3氨氮去除率的效果分析

在传统农村污水处理的过程中,氮磷去除工艺只需要控制温度、DO(环境监测氧参数)以及pH值,最终即可达到菌种培养的目的。但是,在整个处理过程中,将NH4+控制在NO2-阶段相对困难。出现这种现象的主要原因是不同阶段都存在厌氧问题,在物质刚氧化后,一些亚硝酸盐没有有效沉积,使得硝化细菌产生毒素,严重降低氧化菌的数量。在下一阶段系统运行中,如果缺少足够的硝化细菌,就会降低溶解氧,并抑制其细菌活性。在污水处理一段时间后,间歇曝气反应器的消化细菌会逐渐减少,但是,亚硝化细菌不会受到自身毒性的感染。所以,需要有效增加繁殖速度,以便提升亚硝态氮氮的运行状态。在连续曝气状态,运行开始阶段,氨氮去除率较高。

2.4亚硝化细菌富集效果分析

亚硝酸盐是在亚硝化细菌的作用下形成的氨氮氧化物质。这种环境有较多的硝化细菌,会使其逐步成为氧化硝酸盐,并实现多种亚硝酸的积累,从而得到优势细菌,充分保障短程硝化的有效实现。同时,在连续曝气的状态下,亚硝化率处于较低的水平,而且,硝化细菌数量一直处于优势地位。通过间歇曝气,一开始,虽然污水氨氮去除率较低,但是亚硝化率较高,经过长时间的培养,亚硝酸的浓度一直增加,这就意味着亚硝酸盐发生一定的氧化反应,在该种条件下,亚硝化率逐渐增加。通过长期的培养处理,亚硝化菌具有较强的抵抗厌氧条件,因此,可以进行大量采集,促进亚硝酸的细菌富集,并促进短程反硝化对污水中氮磷的有效去除。

3结语

在农村污水氮磷去除的过程中,短程反硝化技术的运用,可以有效提高氮磷去除效率,提高物质的反应效率,并逐渐提高亚硝化的整体概率。在去除氮磷的同时,该技术可以充分满足富集亚硝化细菌的运行需求,并逐渐达到脱氧效果。因此,短程反硝化技术,可以提升污水去除效果,实现农村污水的循环再利用。

延伸阅读:

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