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短程硝化反硝化与同步硝化反硝化的区别及影响因素

北极星环保网来源:环保工程师2019/5/8 8:53:27我要投稿

北极星环保网讯:一、短程硝化反硝化

1、简介

生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程,第一步是由亚硝化菌将NH4+-N氧化为NO2--N的亚硝化过程;第二步是由硝化菌将NO2--N氧化为氧化为NO3--N的过程;然后通过反硝化作用将产生的NO3—N经由NO2--N转化为N2,NO2--N是硝化和反硝化过程的中间产物。1975年Voets等在处理高浓度氨氮废水的研究中,发现了硝化过程中NO2--N积累的现象,首次提出了短程硝化反硝化脱氮的概念。如下图所示。

QQ截图20190508084710.jpg

比较两种途径,很明显,短程硝化反硝化比全程硝化反硝化减少了NO2-、NO3-和NO3- 、NO2-两步反应,这使得短程硝化反硝化生物脱氮具有以下优点:

1、可节约供氧量25%。节省了NO2-氧化为NO3-的好氧量。

2、在反硝化阶段可以节省碳源40%。在C/N比一定的情况下提高了TN的去除率。并可以节省投碱量。

3、由于亚硝化菌世代周期比硝化菌短,控制在亚硝化阶段可以提高硝化反应速度和微生物的浓度,缩短硝化反应的时间,而由于水力停留时间比较短,可以减少反应器的容积,节省基建投资,一般情况下可以使反应器的容积减少30%~40%。

4、短程硝化反硝化反应过程在硝化过程中可以减少产泥25%~34%,在反硝化过程中可以减少产泥约50%。

由于以上的优点,使得短程硝化-反硝化反应尤其适应于低C/N比的废水,即高氨氮低COD,既节省动力费用又可以节省补充的碳源的费用,所以该工艺在煤化工废水方面非常可行。

2、影响短程硝化反硝化的因素

2.1温度的影响

温度对微生物影响很大。亚硝酸菌和硝酸菌的最适宜温度不相同,可以通过调节温度抑制硝酸菌的生长而不抑制亚硝酸菌的方法,来实现短程硝化反硝化过程。国内的高大文研究表明:只有当反应器温度超过28℃时,短程硝化反硝化过程才能较稳定地进行。

2.2 pH值的影响

pH较低时,水中较多的是氨离子和亚硝酸,这有利于硝化过程的进行,此时无亚硝酸盐的积累;而当pH较高时,可以积累亚硝酸盐。因此合适的pH环境有利于亚硝化菌的生长。pH对游离氨浓度也产生影响,进而也会影响亚硝酸菌的活性,研究表明:亚硝化菌的适宜pH值在8.0附近,硝化菌的pH值在7.0附近。因此,实现亚硝化菌的积累的pH值最好在8.0左右。

2.3溶解氧(DO)的影响

DO对控制亚硝酸盐的积累起着至关重要的作用。亚硝化反应和硝化反应均是好氧过程,而亚硝酸菌和硝酸菌又存在动力学特征的差异:低DO条件下亚硝酸菌对DO的亲和力比硝酸菌强。可以通过控制DO使硝化过程只进行到氨氮氧化为亚硝态氮阶段,从而淘汰硝酸菌,达到短程硝化的目的。

2.4泥龄的影响

氨氮的硝化速率比亚硝态氮的氧化速率快,而亚硝酸菌的世代周期比硝化菌的世代周期短,因此可以通过控制HRT使泥龄在亚硝酸菌和硝酸菌的最小停留时间之间,使亚硝酸菌成为优势菌种,逐步淘汰硝酸菌。

延伸阅读:

污水处理技术之短程硝化反硝化与同步硝化反硝化的区别

污水处理技术之关于硝化反硝化的碳源、碱度的计算

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