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与传统的生物脱氮工艺相比,A/O系统可以减少投加外碳源,可充分利用原污水中的有机物作碳源进行反硝化,同时达到降低BOD5和脱氮的目的;A/O系统中缺氧反硝化段设在好氧硝化段之前,因而当原水中碱度不足时,可利用反硝化过程中产生的碱度来补充硝化过程中对碱度的消耗。此外,A/O工艺中只有一个污泥回流系统,混合菌群交替处于缺氧和好氧状态及有机物浓度高和低的条件,有利于改善污泥的沉降性能及控制污泥的膨胀。生物脱氮反应过程各项生物反应特征见表1所示。
根据废水的脱氮水质、处理目标、出水要求,选择A/O脱氮工艺时,其参数一般也有所不同。通常情况下,可以按照表2选用各参数。
三、影响因素与控制条件
1、硝化反应主要影响因素与控制要求
①好氧条件,并保持一定的碱度。氧是硝化反应的电子受体,硝化池内溶解氧的高低,必将影响硝化反应的进程,溶解氧质量浓度一般维持在2~3mg/L,不得低于1mg/L,当溶解氧质量浓度低于0.5~0.7mg/L时,氨的硝态反应将受到抑制。
硝化菌对pH值的变化十分敏感,为保持适宜pH值,废水应保持足够的碱度以调节pH值的变化,对硝化菌的适宜pH值为8.0~8.4。
②混合液中有机物含量不宜过高,否则硝化菌难成为优势菌种。
③硝化反应的适宜温度是20~35℃。当温度在5~35℃之间由低向高逐渐升高时,硝化反应的速率将随温度的升高而加快,而当低至5℃时,硝化反应完全停止。对于去碳和硝化在同一个池子中完成的脱氮工艺而言,温度对硝化速率的影响更为明显。当温度低于15℃时即发现硝化速率迅速下降。低温状态对硝化细菌有很强的抑制作用,如温度为12~14℃时,反应器出水常会出现亚硝酸盐积累的现象。因此,温度的控制时相当重要的。
④硝化菌在消化池内的停留时间,即生物固体平均停留时间,必须大于最小的世代时间,否则硝化菌会从系统中流失殆尽。
⑤有害物质的控制。除重金属外,对硝化反应产生抑制作用的物质有高浓度NH4-N、高浓度有机基质以及络合阳离子等。
2、反硝化反应主要影响因素与控制要求
①碳源(C/N)的控制。生物脱氮的反硝化过程中,需要一定数量的碳源以保证一定的碳氮比而使反硝化反应能顺利地进行。碳源的控制包括碳源种类的选择、碳源需求量及供给方式等。
反硝化菌碳源的供给可用外加碳源的方法(如传统脱氮工艺)、或利用原废水中的有机碳(如前置反硝化工艺等)的方法来实现。反硝化的碳源可分为三类:第一类为外加碳源,如甲醇、乙酸钠、乙醇、葡萄糖、淀粉、蛋白质等;第二类为原废水中的有机碳;第三类为细胞物质,细菌利用细胞成分进行内源反硝化,但反硝化速率最慢。
当原废水中的BOD5与TKN(总凯氏氮)之比在5~8时,BOD5与TK(总氮)之比大于3~5时,可认为碳源充足。
②反硝化反应最适宜的pH值为8 ~8.6。pH值高于8.6或低于6,反硝化速率将大幅度下降。
③反硝化反应最适宜的温度是20~35℃。低于15℃反硝化反应速率降低,为了保持一定的反应速率,在冬季时采用降低处理负荷、提高生物固体平均停留时间以及水力停留时间等措施。
④反硝化菌属于异养兼性厌氧菌在无分子氧但存在硝酸和亚硝酸离子的条件下,一方面,它们能够利用这些离子中的氧进行呼吸,使硝酸盐还原;另一方面,因为反硝化菌体内的某些酶系统组分只有在有氧条件下才能合成,所以反硝化菌适宜在厌氧、好氧条件交替下进行,故溶解氧应控制在0.5mg/L以下。
四、A/O生化处理生物相的判断
生物相是指活性污泥微生物的种类、数量及其活性状态的变化。生物相观察可以作为一种辅助手段来达到控制工艺运行的目的。
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