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A/O脱氮很难吗?运行要点在这里……

北极星环保网来源:环保新课堂2018/11/20 9:59:35我要投稿
所属行业: 水处理  关键词:脱氮工艺 活性污泥 反硝化

北极星环保网讯:脱氮工艺有很多种,如A/O、A2/O、SBR等,还有更先进的短程脱氮ANAMMOX,今天我们就初步谈谈A/O工艺硝化阶段的运行管理(反硝化阶段下周再讨论)。

A/O系统是目前广泛应用的生物除氮工艺,是生物脱氮的主要形式。它分为两个步骤:首先是,氨氮在好氧池硝化,其次是,硝基氮在缺氧池进行反硝化,工艺流程图如下:

QQ截图20181115095523.jpg

首先,我们来了解一下硝化反应工艺原理。

在曝气池的活性污泥中,硝化细菌将氨氮首先转化为NO2-,最终转化为NO3-,这个把氨氮转化为硝态氮的反应称之为硝化过程;硝化细菌属于自养型细菌,通过吸收溶解于水中的CO和CO2来获取生长繁殖所需的碳源。

其化学转化过程如下:

QQ截图20181115095500.jpg

下面,我们来了解一下控制指标,A/O系统在运行时,把握住以下五项关键指标,即可获得理想的脱氮效果。

1. 反应环境:硝化菌对环境非常敏感,在运行中需防止其活性受到抑制。

  • 水温:硝化菌适宜的水温为20-30℃,15℃以下反应速度下降,5℃时完全停止;因此冬季运行时,处理效果会变差,或者采取其他保温、升温的措施。

  • 溶解氧:硝化过程需要维持曝气池有足够的溶解氧,氧化1g氨氮约需耗氧4.3g,可按4.6g计算。溶解氧浓度若低于1mg/l,硝化反应将会停止。

  • pH值:硝化菌适宜的pH值在7.5-8.6的范围内,曝气区的pH值需维持在这个范围内才能获得良好的硝化效率。

  • BOD的影响:由于硝化菌是自养菌,其繁殖速度弱于好氧系统的异氧菌,当曝气区前段的BOD没有被很好的降解,就会影响硝化反应的进行,所以,通常在曝气池中大部分的硝化反应发生在曝气池的后半段。

  • 毒性物质:硝化菌对有毒物质的耐受能力很低,需要严控毒性物质进入系统

2.污泥龄:硝化菌为自养型细菌,世代周期较异养型细菌长,为3天。所以要保持曝气池活性污泥的泥龄足够,建议至少维持泥龄在5天以上。

3.食微比:和降解有机物过程控制一样,氮元素的食微比非常重要,通常食微比应控制在0.05kgN/kgMLSS.d。若水温,pH条件不十分理想时,食微比需要控制得更低,如0.03kgN/kgMLSS.d。

4.菌胶团结构:维持曝气区活性污泥的生物絮凝状态也十分重要,一旦污泥发生解絮解体,则硝化菌会大量流失,使硝化作用明显减弱甚至停止。所以在注意氮的食微比外,维持适当的BOD食微比也非常重要。

5.碱度:硝化过程是释放酸度的过程,需要消耗碱度,消耗量约8.64gHCO3-/g氨氮=7.14gCaCO3碱度/g氨氮。所以当氮负荷较高时,有时需要向曝气池投加碱和碳酸氢钠来维持pH值并补充碱度。

以上就是脱氮反应中硝化反应的原理和控制参数,下周我们将继续和大家讨论反硝化反应的原理和控制参数。

我们就来谈谈反硝化过程。

在缺氧环境中,活性污泥中的部分细菌,如变形杆菌、微球菌属、芽孢杆菌、产碱杆菌等会改变其呼吸方式,从有氧方式转换为兼氧呼吸方式,以维持其生命活动;同时将硝态氮转化为氮气或氮氧化物。这种转化过程称之为反硝化过程,而将硝态氮转化为氮气或氮氧化物的细菌称之为反硝化菌,转化过程如下:

在pH为中性至弱碱性的厌氧环境中,氮气(N2)是主要产物;在低pH和高溶解氧的环境中,一氧化二氮(N2O)是主要产物;由于二沉池水中的溶解氧浓度非常低,因此也有类似反应并导致浮泥,这就是常见的反硝化浮泥。

另外,无论在缺氧区还是在好氧区,由于微生物的细胞合成会直接将氨氮或者将硝态氮转化成氨氮后用于构成细胞物质,也可以降低废水中氮的含量,这就是大家所说的同化过程。

相对于硝化过程,反硝化过程的控制较为简单,其要点主要如下:

QQ截图20181115095442.jpg

1.溶解氧:当水中的溶解氧浓度高于0.2mg/l时,反硝化反应会受到影响,故需要在缺氧池维持溶解氧浓度<0.2mg/l。这与混合液回流量有直接关系,当溶解氧偏高时,需要适当降低混合液回流量。

2.温度:反硝化菌的适宜温度与硝化菌基本相同,上限温度可以耐受到40℃。反硝化反应的速率随着温度的上升而增加,所以若水温偏低,则需要更大容积的缺氧区。

3.碳源:反硝化菌为异养型细菌,以有机碳作为碳源,也就是说反硝化反应需要碳源参与反应。理论上每还原1g NO3-N,需要消耗2.86g有机碳,这一点非常重要,通常必须维持缺氧池进水BOD/TKN>3,才能保证反硝化反应的充分进行,否则需要考虑额外补充碳源。

延伸阅读:

浅谈不同碳源应用于生物脱氮的优缺点

污水处理技术之AAO脱氮除磷工艺计算书

脱氮除磷要求高?五大MBR组合工艺帮你解决

五种常见脱氮工艺的优缺点对比表


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