SBR工艺中短程硝化反硝化的过程控制
摘要：实验室中通过DO、pH值、进水CODcr/NH3-N等参数的控制实现了SBR工艺中的短程硝化反硝化。在以人工玉米水为外加碳源、进水氨氮浓度100mg/L、CODcr=800mg/L的条件下，保持pH8.0～8.DO0.5mg/L～0mg/L，通过对反应周期10小时内氨氮，亚硝基氮，硝基氮的跟踪以及对反应周期内每小时间隔们内这些氮的不同形态的变化量的数据的分析，证实在整个系统内短程硝化反硝化是占主导地位的脱氮途径。
关键词：SBR短程硝化反硝化工艺参数
ProcesscontrolofShortcutnitrification—denitrifictioninSBRprocess
Abstrate：Shortcutnitrification—denitrifictionwasachievedinSBRthroughtheco ntroloftechnologies’operationparameterssuchasDO、pH、C/Nandsoon.Theexperimentr esultshowthatWhenburthenofammonianitrogenis100mg/L，C/N=8，pH8.0～8.DO0.5mg/L～0 mg/L，wecanconformthatShortcutnitrification—denitrifyctionisdominatingapproach oftheremovalofammonianitrogenbytracingammonianitrogen，nitriteandnitrate.
Keywords：SBR，Shortcutnitrification—denitrifyction，technologyparameters
与传统的生物脱氮相比，亚硝酸型生物脱氮具有节约能耗，减少外加碳源，提高反应速率，节省基建投资，减少污泥量等特点。硝化过程是由两类自养型硝化细菌完成的，将N H3-N转化为NO2－-N的一类菌被称为Nitrosomonas，将NO2－-N转化为NO3－-N的被称为Nitrobacter，实际上这两类菌的微生物学特征存在一定的差距，这为SBR中通过过程控制实现淘汰硝化菌，将硝化控制在NO2－-N的阶段提供了可能性。
实验装置与方法
实验室有大、小两套SBR装置。小反应器有效容积0.8L，用来对pH值、DO等控制参数进行对比实验，摸索有利于实现短程硝化反硝化的条件。然后按照选出的最佳条件在有效容积12L的大反应器中对一个周期内的NH3-N、NO2－-N以及NO3－-N进行以小时为单位的跟踪，以验证实验结果。首先在12L的大反应器中对污泥进行驯化，参照SHARON、ANAMMOX 等一些工艺的运行条件，驯化期间进水NH3-N100mg/L；COD400mg/L，pH始终维持在5～8.D O维持2mg/L左右；1个月后测定中间时刻5hr和出水水质指标，发现了运行周期内有明显的NO2－-N积累，TN和COD去除率分别达到60%～70%和80%以上。以相近的污泥浓度取适量污泥在小反应器内进行实验。每个周期内小反应器排水0.4L进水0.4L，大反应器排水6
L进水6L，所有实验均在20～25℃内进行。实验室以有机氮水自配，=11000mg/L，作为外加碳源的玉米水COD=26000mg/L，BOD/COD=0.6，各项水质分析指标均按照标准方法进行。
实验结果
1小反应器实验结果
1DO的影响
进水NH3-N100mg/L；COD400mg/L;pH始终维持在5～8.出水数据见表1。可以看出：在较低DO条件下，有利于NO2--N的积累，DO过高轻易将NO2--N氧化成NO3--N；而且过高的DO将会加速有机碳源的氧化速率，使后半程的反硝化反应得不到充足的碳源，阻碍反硝化反应的进行；但假如DO过低，硝化反应不完全，1＃出水ηTN过低，仅为55%。综合DO对ηTN和NO2--N的积累考虑，选定DO维持在0.5mg/L～0mg/L。
表1不同DO下出水水质
编号DONH3-NNO2--NNO3--NηTNηCODNO2--N/NO3--N1＃0.2左右34160.55565322＃0.5～00.7300.96375383＃0～0026272825
2pH的影响
进水条件依然保持NH3-N100mg/L；COD400mg/L；DO维持0.5～0mg/L；pH分别维持在5～8～8.0，8.0～8.8.2～8.出水数据见表2。实验过程中pH用固体Na2CO3和5%的硫酸调节。可以看出：pH维持在5～8时1＃出水ηTN过低，仅为46%，综合pH对ηTN和NO2--N的积累考虑，选定pH维持在8.0～8.2。
表2不同pH下出水水质
编号pHNH3-NNO2--NNO3--NηTNNO2--N/NO3--N1＃5～802030.4460.82＃8～
8.002917733＃8.0～8.202667234＃8.2～8.5018.217612
3不同C/N的影响
进水条件依然保持NH3-N100mg/L，DO维持0.5～0mg/L，pH维持8.0～8.按进水COD
分别为200mg/L，400mg/L，800mg/L运行，出水数据见表3。1＃出水NO2--N的积累较2＃
和3＃差，说明C/N小于4不利于NO2--N的积累；对比2＃和3＃出水，从NO2--N的积累以及ηTN来看两者相差不大，3＃略好于2＃，因此仍选用最佳C/N=8。需要说明的是，假如工程实践中假如废水的C/N低于应该向废水补充碳源，但从经济的角度考虑，不宜过多地补充碳源以追求达到C/N=到底选用多大的C/N还要综合技术和经济等因素考虑。
表3不同C/N下出水水质
编号C/NNH3-NNO2--NNO3--NηTNNO2--N/NO3--N1＃209.419.770.90.52＃402667233＃8019.69757
2运行周期内氮元素的跟踪试验
根据0.8L小反应器确定的进水NH3-N100mg/L，COD800mg/L，DO维持0.5～0mg/L，pH 维持8.0～8.2运行12L大反应器，二周后出水水质基本稳定后对反应周期内对各种形态氮进行跟踪，结果见表4。根据表4作图并计算出表5反应周期的每1hr时间间隔内各种形态氮的变化量。
表4反应器水质跟踪数据
时间NO2--NNO3--NNH3-NTNηNH3-NηCODcrη
TN00.23505500019.6038.854628248.6215130.34969.788.751319.561640.78488.859.34287 3389788.3625299.40331008067618.81703510088.768.571114028.510089.27589.616022100 90.078921302510090.175********.310090.679.7
表5反应周期的每1hr时间间隔内各种形态氮的变化量
时间NO2--NNO3--NNH3-NTN0～19.4－3－12－11～290.1－8.5－52～300.5－17－23～430－13－8.04～5－98－3－45～6－18.1100－16～7－0.7000.37～85－80－0.38～9－4－0.60－59～102－10－5
结论
通过小反应器对比实验，确定了SBR工艺实现短程硝化反硝化的优化条件是pH8.0～8. DO0.5mg/L～0mg/L，C/N≥4。需要说明的是，与小反应器采用曝气头与空压机结合曝气不同，大反应器采用的是曝气板与大反应器结合曝气，由于废水压头有70cm水柱，曝气量调节没有小反应器方便，以至在反应进行到5hr～6hr后虽然曝气量没有改变，但反应器内DO却上
升到2mg/L左右，因此由图1可以看出，这一阶段NO3--N的浓度有所上升，超过了NO2--N 的水平，这也说明在整个运行周期中DO对NO2--N的积累起到了很大的作用。
对表5进行分析可以得到以下结论：
①6hr～7hr，NO3--N的浓度达到了最大值，而6hr～8hr内TN几乎没有变化。根据微生物反应动力学规律，随着底物浓度C越大，反应速度dC/dt也会增加，而在NO3--N的浓度达到最大之后的一段时间内并TN没有减少，可以判定整个反应过程中不可能由NO3--N
直接反硝化脱氮。也就是说NO3--N必须先转化为NO2--N，再由后者实现脱氮。
②在反应的7hr～10hr，NO3--N的浓度相对较大，而这段时间内NO3--N转化为NO2--N的量仅为24mg/L-18.9mg/L=5mg/L，说明说这一反应的速度是很慢的；而0hr～7hr内NO3 --N的浓度相对较小的情况下转化为NO2--N的量就更少了，由此可以推断在整个系统内以短程硝化反硝化作用为主。也就是说通过pH、DO、C/N等反应条件的控制，在SBR中实现了短程硝化反硝化。
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短程硝化反硝化的研究进展 摘要短程硝化反硝化技术主要用于处理高氨氮质量浓度和低C/N比的污水。成功实现短程硝化反硝化技术的关键是将硝化反应控制并维持在亚硝酸盐阶段，不进行亚硝酸盐至硝酸盐的转化。本文探讨了短程硝化反硝化的机理并对氨氧化菌的分子生物学研究进行了分析，同时探讨了A/SBR工艺的应用。 关键词短程硝化反硝化氨氧化菌A/SBR 1 引言 近年来，随着工业化和城市化进程的不断提高，大量氮、磷等营养物质进入水体，水体富营养化的现象日益严重，由于常规的活性污泥工艺硝化作用不完全，反硝化作用则几乎不发生，总氮的去除率仅在10%～30%之间，出水中还含有大量的氮和磷[1]。因此，只有对常规的活性污泥法进行改进，加强其生物脱氮功能，才能解决日益突出的受纳水体“富营养化”问题。目前，各城市污水处理厂均应用新的运行方法和控制策略进行脱氮除磷。随着新的微生物处理技术的介入，污水处理设施的功效得到显著提高。短程硝化反硝化技术对于处理这种污水在经济和技术上均具有较高的可行性。 短程硝化反硝化技术已成为脱氮领域研究的热点。其研究内容主要集中在实现氨氧化菌在反应器的优势积累、构造适于氨氧化菌长期稳定生长并抑制亚硝酸氧化菌的最佳环境因素、优化过程控制模式实现持续稳定的短程硝化等。 2 短程硝化反硝化的机理 生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应过程。第一步是由氨氧化菌( ammonium oxidition bacteria，AOB) 将NH4-N氧化NO-2-N的亚硝化过程;第二步是由亚硝酸氧化菌( nitrite oxidition bacteria，NOB) 将NO-2-N氧化为NO-3-N的过程。然后通过反硝化作用将产生的NO-3-N经由NO-2-N、NO或N2O转化为N2，NO-2-N 是硝化和反硝化两个过程的中间产物。V oets等(1975)在处理高浓度氨氮废水的研究中，发现了硝化过程NO-2-N积累的现象，首次提出了短程硝化反硝化生物
本章主要内容： 1控制系统的频带宽度 2系统带宽的选择 3确定闭环频率特性的图解方法 4闭环系统频域指标和时域指标的转换 五、闭环系统的频域性能指标
1 控制系统的频带宽度 1 频带宽度 当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3分贝时，对应的频率称为带宽频率，记为ωb。即当ω> ωb 2。Ig ΦO)∣<20?∣ΦQ,0)∣-3 而频率范围 根据带宽定义，对高于带宽频率的正弦输入信号，系统输岀将呈现较大的衰减，因此选取适当的带宽，可以抑制高频噪声的影响。但带宽过窄又会影响系统正弦输入信号的能力，降低瞬态响应的速度。因此在设计系统时，对于频率宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。 2、丨型和II型系统的带宽 Φ(-0 = -―- 凶为开环系s?j?ι翌，,E 所以20 Igl Φ(J?) = 2Glg 1 / JiT応孑=20Ig-L 二阶系虬的例环传禺为， (】)(,￥,〕= — ~ Λ'+2CΓ?1S +Λ?; 1 圜为I (I I(√,3) =L ∕∣ T此∕?>3+4ζ,T?∕∕? = ?∣2 叫=叫［(1 -2√2) + √(l-2ζ*3)2+l P 2、系统带宽的选择 由于系统会受多种非线性因素的影响，系统的输入和输岀端不可避免的存在确定性扰动和随机噪声，因此控制系统的带宽的选择需综合考虑各种输入信号的频率范围及其对系统性能的影响，即应使系统对输入信号具有良好的跟踪能力和对扰动信号具有较强的抑制能力。 总而言之，系统的分析应区分输入信号的性质、位置，根据其频谱或谱密度以及相应的传递函数选择合适带宽，而系统设计主要是围绕带宽来进行的。 3、确定闭环频率特性的图解方法 b)称为系统带宽
反硝化深床滤池工艺处理污水 市政生活污水经污水处理厂处理后排入河、江流域，为改善重点流域水环境质量，各地污水处理厂通过提标改造工程实现污染减排，多地区已执行《城镇污水处理厂污染物排放标准》( GB 18918—2002) 中的一级A 标准，甚至提高至类Ⅳ类、Ⅲ类水质标准。其中，出水总氮( TN) 是提标改造的关键之一。 污水处理厂多采用活性污泥法进行生物脱氮处理，二级出水TN 在11 6～18 5 mg / L，有些污水处理厂波动范围更大。 由于生化系统缺氧池停留时间有限、回流、碳源等问题，前置反硝化能力较差，需要在后端建立深度脱氮工艺进一步脱氮。通过研究对比生物滤池、深床滤池、活性砂滤池 3 种工艺，都有较好的去除效果，其中反硝化深床滤池通过外加碳源，出水硝酸盐氮可达到 1 mg /L 以下。且反硝化深床滤池集生物脱氮及过滤功能，能同时满足对 TN 和悬浮物的去除。 1 反硝化深床滤池系统 反硝化深床滤池系统在介质固定表面生长的脱氮微生物，在兼性- 无氧条件下将污水中的硝态氮转化成氮气。 为提高脱氮作用，一般可以在硝化污水中加入碳源，以便为新陈代谢和细胞生长提供脱氮所需要的能量，投加有机碳源后，滤池将截留其中的悬浮固体，同时在滤料上生长的反硝化菌进行反硝化脱氮去除污水中氮含量。 相对粗颗粒且圆整的介质通过提供足够的孔隙，确保悬浮固体的深度截留和生物群落的生长。悬浮固体和氮气的累积在滤池中逐步累积水头损失，需要周期性的反冲洗去除截留的固体，用驱氮去除截留的气体。 反冲洗结合逆向的水流与气流通过滤池，大量强有力的空气使滤料相互搓擦，冲洗用水仅为总量的2%。“搓手”模式的成功一方面依赖于特殊的滤料， 接近于圆形、球形度0 8 的天然石英砂;另一方面依赖于安全可靠、反冲洗强度很大的配水配气系统，即专用于污水处理的滤砖。 反硝化深床滤池的功能包括：①去除进水中悬浮物SS;②反硝化脱氮，即去除TN; ③采用微絮凝直接过滤去除TP。 图１;; 反硝化深床滤池工作原理 2 反硝化深床滤池脱氮影响因素 2.1 碳源投加 反硝化菌多数属于异养、兼性厌氧细菌，一般认为BOD5 / TN 约在 3 ～ 5 时，不需要投加碳源，而以好氧反硝化菌为优势菌种的系统C/ N
常温下A/O工艺的短程硝化反硝化 1 试验装置与设备 1.1 试验流程及设备 A/O工艺模型主要由合建式缺氧—好氧反应器和竖流沉淀池组成，如图1所示。 合建式反应器分为3个廊道，总有效容积为85L；沿池长方向设置若干成对的竖向插槽，配以相应大小的插板，可以将整个反应器沿池长方向分成若干个小格，在每个插板上开一个25mm的圆孔，安放时使相邻圆孔上下交错以防止发生短流；在反应器顶部布置环状曝气干管，并设置若干个小阀门，由橡胶管连接烧结砂头作为微孔曝气器，气量由转子流量计测量；根据缺氧段所占比例，选择安放若干搅拌器用于保持泥水混合均匀；在距池底20cm的高度上设置若干取样口。进水、污泥回流和内循环流量分别用3台蠕动泵控制。沉淀池的沉淀区呈圆柱形，直径为30cm；污泥斗为截头倒锥体，倾角为60°；采用中心管进水、周边三角堰出水方式。 1.2 原水 采用由黄豆粉、葡萄糖、NH4Cl、KH2PO4和NaHCO3与自来水配制的模拟生活污水。 1.3 分析项目与方法 COD：重铬酸钾法；MLSS：滤纸称重法；DO、温度：WTWDO测定仪及探头；pH值：WTWi nolab pH level2和NTC30电极；NO2--N,：N-(1-萘基)-乙二胺光度法；NO3--N,：麝香草酚分光光度法；NH3-N：纳氏试剂分光光度法。 2 结果及分析 2.1 对NH3-N的去除率和NO2--N的积累率 试验期间测得进水平均NH3-N浓度为40.21mg/L，对NH3-N的平均去除率为90.78%，出水中NO2--N,占TN的比例平均为75.29%。 在前51天，出水中NO2--N,含量占TN的50%以上(平均为87.36%)，维持了稳定的NO2--N积累。第50～53天配制原水时以Na2CO3代替NaHCO3来提供碱度，使硝化类型发生显著变化，转化为全程硝化反硝化。从第54天开始配制原水时仍然以NaHCO3提供碱度，又出现了NO2--N,积累现象，但是在其后的试验中NO2--N,
短程硝化反硝化生物脱氮技术概述 [摘要] 首先阐述了传统硝化反硝化脱氮过程；其次重点介绍了短程硝化反硝化生物脱氮机理，过程实现的控制因素；最后提出了短程硝化反硝化脱氮的研究前景。 [关键词] 短程硝化反硝化；生物脱氮 随着水体受到氮素污染越来越严重，废水脱氮日益受到人们的重视。其中生物脱氮技术将有机氮和氨氮通过硝化反硝化过程去除具有无可比拟的发展前景。其中传统的生物脱氮技术认为要完全去除水中的氨态氮就必须要经过完整的硝化与反硝化过程，即以硝酸盐作为硝化的终点和反硝化的起点，这主要是基于要防止对环境危害较大的亚硝酸盐的积累以及对好氧硝化菌和兼性厌氧反硝化菌不能在同一个反应器里同时大量存在的认识导致的。而现在的大量研究表明，好氧硝化菌和兼性厌氧反硝化菌是可以在同一个反应器里共同起作用的。因为在整体和每一单元填料表面所附着的生物膜上都存在基质和溶解氧的浓度梯度分布，这就为各种生态类型的微生物在生物膜内不同部位占据优势生态位提供了条件。由于短程硝化反硝化脱氮比传统的脱氮技术具有很多的优点，因此引起了国内外研究者的广泛关注，对影响短程硝化反硝化的因素以及实现和维持短程硝化反硝化的工艺控制进行了大量的研究。 1.传统硝化反硝化脱氮机理 1.1 硝化反应 硝化反应是由一类自养耗氧微生物完成的，包括两个步骤：第一步为亚硝化过程，是由亚硝酸菌将氨氮转化为亚硝酸盐；第二步为硝化过程，由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐，亚硝酸菌和硝酸菌统称为硝化菌，都利用无机碳化合物如CO32-、HCO3-和CO2作为碳源，从NH3、NH4+或NO2-的氧化反应中获取能量。 亚硝酸菌和硝酸菌的特性大致相似，但前者的世代期较短，生长率较快，因此较能适应冲击负荷和不利的环境条件，当硝酸菌受到抑制时，有可能出现NO2-积累的情况。 1.2反硝化反应 反硝化反应是由一群异养性微生物完成的生物化学过程，它的主要过程是在缺氧的条件下，将硝化过程中产生的亚硝酸盐和硝酸盐还原成气态氮。反硝化细菌多数是兼性细菌，有分子态氧存在时，反硝化氧化分解有机物，利用分子氧作为最终电子受体。在无分子态氧条件下，反硝化菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N5+和N3-作为电子受体，O2-作为受氢体生成H2O和OH-碱度，有机物则作为碳源和电子供体提供能量，并得到氧化稳定。 反硝化过程中亚硝酸盐和硝酸盐的转化时通过反硝化细菌的同化作用和异化作用来完成的。异化作用就是将NO2-和NO3-还原为NO、N2O、N2等气体物质，主要是N2。而同化作用是反硝化菌将NO2-和NO3-还原成为NH3-N,供新细胞合成使用，使氮成为细胞质的成分，此过程可成为同化反硝化。 反硝化反应一般以有机物为碳源和电子供体。当环境中缺乏有机物时，微生物还可以消耗自身的原生质，进行所谓的内源反硝化。反应式如下：C5H7O2N+4NO3-→5CO2+NH3+2N2+4OH- 可见内源反硝化的结果是细胞原生质的减少，并会有NH3的生成，因此废
20000t/d（DF）反硝化深床滤池技术方案 2016 年 12 月
目录
1、反硝化深床滤池简介 、反硝化深床滤池工艺说明 反硝化深床滤池属于污水处理中深度处理过滤工艺的一种处理工艺，20世纪70年代最早起源于美国。该处理工艺功能集中，运行灵活，可以同时起到物理过滤截留SS（悬浮物）、化学微絮凝除TP（总磷）、生物反硝化去除TN（总氮）的作用。 反硝化滤池采用特殊规格及形状的石英砂作为反硝化生物的挂膜介质，同时深床又是硝酸氮(NO3-N)及悬浮物极好的去除构筑物。2～4 毫米介质的比表面积较大。深介质的滤床足以避免窜流或穿透现象,即使前段处理工艺发生污泥膨胀或异常情况也 可减少滤床水力穿透现象发生。介质有较好的悬浮物截留功效，在反冲洗周期区间，每m2 过滤面积能保证截留≥的固体悬浮物。固体物负荷高的特性大大延长了滤池过滤周期，减少了反冲洗次数，并能轻松应对峰值流量或处理厂污泥膨胀等异常情况。悬浮物不断的被截留会增加水头损失，因此需要反冲洗来去除截留的固体物。由于固体物负荷高、床体深，因此需要较高强度的反冲洗。滤池采用气、水协同进行反冲洗。反冲洗污水一般返回到前段处理单元。 去除TN：利用适量优质碳源，附着生长在石英砂表面上的反硝化细菌把NOx-N转完成脱氮反应过程，作为后置反硝化滤池的世界发明者，经过多个工程经验和换成N 2 数年的历史数据表明，在前端硝化反应较完全的情况下，反硝化深床滤池的技术可稳定做到出水TN≤10mg/l。在反硝化过程中，由于硝酸氮不断被还原为氮气，深床滤池中会逐渐集聚大量的氮气，一方面这些气体会使污水绕窜介质之间，这样增强了微生物与水流的接触，同时也提高了过滤效率。但是当池体内积聚过多的氮气气泡时，则会造成水头损失，这时就必须采用DF反硝化深床滤池技术驱散氮气，恢复水头，每次持续 2分钟左右，此过程为反硝化深床滤池的独特技术，其它脱氮滤池无此功能。 去除SS：通常每毫克SS中含BOD5：～毫克，因此在去除固体悬浮物的同时，同时也降低了出水中的 BOD5。另外，出水中固体悬浮物含有氮、磷及其他重金属物质，去除固体悬浮物通常能降低部分上述杂质，配合适当的化学处理，能使出水总磷稳定降至l以下。反硝化滤池能轻松满足SS不大于8mg/l（通常SS 5mg/l左右）的要求。 去除TP：微絮凝直接过滤除磷，世界上应用微絮凝直接过滤技术历史最长和最成熟的即是我公司的深床滤池技术，是省去沉淀过程而将混凝反应与过滤过程在滤池内同步完成的一种接触絮凝过滤工艺技术。
一文概括！短程硝化反硝化与同步硝化反硝化的区别及影响因素！ 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。 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
第40期：反硝化深床滤池 反硝化深床滤池简介反硝化深床滤池(Tetra Denite)是 集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元，是独特的领先全球的脱氮及过滤并举的先进处理工艺。反硝化深床滤池 采用2-3mm石英砂介质滤料，滤床深度通常为1.83m，滤 池可保证出水SS低于5mg/L以下。绝大多数滤池表层很容易堵塞或板结，很快失去水头，而反硝化深床滤池独特的均质石英砂允许固体杂质透过滤床的表层，深入滤池的滤料中，达到整个滤池纵深截留固体物的优异效果。反硝化深床滤 池工艺流程反硝化深床滤池池体池体如最上端图片和下图 所示，采用狭长廊道使进水更加均匀；特殊的滤砖结构使滤池反冲洗效果良好；反硝化过程中产生的氮气会使过滤产生气阻，通过驱逐氮气，确保滤池运行效果；运行模式在外 加碳源情况下，则为具有反硝化功能的深床反硝化滤池，可以去除TN、SS和TP。取消外加碳源情况下，则为深床滤池，可以同时去除SS和TP。滤料高比重滤料：最低2.6 高等级硅砂：6*9目，直径范围2.0~3.0mm均匀系数小于：1.35球形度：0.80莫氏硬度：6~7反硝化深床滤池工艺技术特点及优势1) 单池完成反硝化过程与过滤过程，可同时去除SS、TP 和TN；2) 工艺灵活、技术先进、运行成本低； 3) 反硝化深床滤池，占地面积小；4) 结构简单，操作简单，
全自动控制；5) 投资成本低，易于维护；6) 前端结合BAF 工艺等其他硝化工艺，可达到同时去除氨氮、总氮、SS、总磷效果；7) 可达到以下出水水质标准：NO3-N≤1mg/l，TN≤3mg/l，NTU≤2，SS≤5mg/l，每去除1mg/l NO3-N甲醇耗量
短程硝化反硝化工艺简析 广东石油化工学院化工与环境工程学院环境08-1 冼真文 摘要 :指出短程硝化反硝化工艺是目前国内外生物脱氮技术研究应用的热点 ,通过介绍短程硝化反硝化工艺原理 ,分析了不同工艺稳定亚硝态氮积累实现短程硝化的工艺控制措施 ,对短程硝化反硝化工艺今后的研究和应用进行了展望。 关键词 :短程硝化反硝化；氨氧化细菌；硝化；反硝化 短程硝化反硝化工艺是目前国内外生物脱氮技术研究应用的热点。在生物脱氮硝化过程中,氨氧化细菌将氨氮氧化为亚硝态氮,亚硝酸盐氧化细菌将亚硝态氮氧化为硝态氮。控制硝化反应条件 ,使硝化反应只进行到亚硝态氮阶段并实现稳定的亚硝态氮积累,是各种短程硝化反硝化工艺稳定运行的关键。短程硝化反硝化工艺主要包括SHARON,OLAND 和CANON工艺 ,同时国内外专家学者也对SBR ,A/ O,MBR,曝气生物滤池等工艺的短程硝化反硝化进行了深入研究。 1 短程硝化反硝化原理 传统的脱氮工艺是将NH4+氧化成NO2-,再氧化成NO3-；起作用的分别是亚硝酸菌和硝酸菌，统称为硝化菌，可得如下结论：亚硝化过程产生的能量比硝化过程产生的能量多，因而前者反应速率较后者快；亚硝化过程中产生大量的H+,使系统pH值降低，而硝化过程对系统的pH值无影响；亚硝化过程和硝化过程好氧比为3:1；亚硝酸菌和硝酸菌的生理特性大致相似，但前者的时代周期短，生长较快，因此较能适应冲击负荷和不利的环境条件。当硝酸菌受到抑制的时候，将会出现NO2-的积累。 很显然，在传统的硝化-反硝化脱氮过程中，在反硝化菌的作用下，反硝化过程既可从硝酸盐开始，也可以从亚硝酸盐开始。但由NO2-转化为NO3-，然后由NO3-再转化为NO2-的重复转化过程中，要消耗更多的溶解氧和有机碳源。如果在实际过程中，控制这一转化过程，使NH4+全部或绝大部分转化为NO2-而不是NO3-，由NO2-直接进行反硝化，称此过程为短程硝化-反硝化，经过环境工作者的不懈努力，短程硝化-反硝化过程在许多反应器都得以实现。与传统脱氮工艺过程相比，短程硝化-反硝化体现出以下优势。节能：硝化阶段，供氧量节省近25%，降低能耗；节约外加碳源：从NO2-到N2要比从NO3-到N2的反硝化过程中，减少40%的有机碳源；可以缩短水力停留时间：在高氨环境下，NH4+的硝化速率和NO2-的反硝化速率均比NO2-的氧化速率和NO3-的反硝化速率快，因此水力停留时间可以缩短，反应器的容积也相应减小；可减少剩余污泥产量：亚硝酸菌表观产率系数为0.04~0.13gVSS/gN,硝酸菌的表观产率系数为0.02~0.07 g VSS/g N，NO2-反硝化菌和NO3-反硝化菌的表观产率系数分别为0.345 g VSS/g N和0.765 g VSS/g N，因此短程硝化反硝化过程中可以减少产泥24~33%，在反硝化过程中可少产
控制系统性能指标
第五章线性系统的频域分析法 一、频率特性四、稳定裕度 二、开环系统的典型环节分解 五、闭环系统的频域性能指标 和开环频率特性曲线的绘制 三、频率域稳定判据 本章主要内容： 1 控制系统的频带宽度 2 系统带宽的选择 3 确定闭环频率特性的图解方法 4 闭环系统频域指标和时域指标的转换 五、闭环系统的频域性能指标
1 控制系统的频带宽度 1 频带宽度 当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3分贝时，对应的频率称为带宽频率，记为ωb。即当ω>ωb 而频率范围（0，ωb）称为系统带宽。 根据带宽定义，对高于带宽频率的正弦输入信号，系统输出将呈现较大的衰减，因此选取适当的带宽，可以抑制高频噪声的影响。但带宽过窄又会影响系统正弦输入信号的能力，降低瞬态响应的速度。因此在设计系统时，对于频率宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。 2、I型和II型系统的带宽 2、系统带宽的选择 由于系统会受多种非线性因素的影响，系统的输入和输出端不可避免的存在确定性扰动和随机噪声，因此控制系统的带宽的选择需综合考虑各种输入信号的频率范围及其对系统性能的影响，即应使系统对输入信号具有良好的跟踪能力和对扰动信号具有较强的抑制能力。 总而言之，系统的分析应区分输入信号的性质、位置，根据其频谱或谱密度以及相应的传递函数选择合适带宽，而系统设计主要是围绕带宽来进行的。 3、确定闭环频率特性的图解方法
1、尼科尔斯图线 设开环和闭环频率特性为 4、闭环系统频域指标和时域指标的转换 工程中常用根据相角裕度γ和截止频率ω估算时域指标的两种方法。 相角裕度γ表明系统的稳定程度，而系统的稳定程度直接影响时域指标σ%、ts。 1、系统闭环和开环频域指标的关系 系统开环指标截止频率ωc与闭环带宽ωb有着密切的关系。对于两个稳定程度相仿的系统，ωc 大的系统，ωb也大；ωc小的系统，ωb也小。 因此ωc和系统响应速度存在正比关系，ωc可用来衡量系统的响应速度。又由于闭环振荡性指标谐振Mr和开环指标相角裕度γ都能表征系统的稳定程度。 系统开环相频特性可表示为
短程硝化反硝化工艺 Final approval draft on November 22, 2020
短程硝化反硝化工艺简析 广东石油化工学院化工与环境工程学院环境08-1冼真文 摘要:指出短程硝化反硝化工艺是目前国内外生物脱氮技术研究应用的热点,通过介绍短程硝化反硝化工艺原理,分析了不同工艺稳定亚硝态氮积累实现短程硝化的工艺控制措施,对短程硝化反硝化工艺今后的研究和应用进行了展望。 关键词:短程硝化反硝化；氨氧化细菌；硝化；反硝化 短程硝化反硝化工艺是目前国内外生物脱氮技术研究应用的热点。在生物脱氮硝化过程中,氨氧化细菌将氨氮氧化为亚硝态氮,亚硝酸盐氧化细菌将亚硝态氮氧化为硝态氮。控制硝化反应条件,使硝化反应只进行到亚硝态氮阶段并实现稳定的亚硝态氮积累,是各种短程硝化反硝化工艺稳定运行的关键。短程硝化反硝化工艺主要包括SHARON,OLAND和CANON工艺,同时国内外专家学者也对SBR,A/O,MBR,曝气生物滤池等工艺的短程硝化反硝化进行了深入研究。 1短程硝化反硝化原理 传统的脱氮工艺是将NH 4+氧化成NO 2 -,再氧化成NO 3 -；起作用的分别是亚硝酸菌和硝酸菌，统 称为硝化菌，可得如下结论：亚硝化过程产生的能量比硝化过程产生的能量多，因而前者反应速率较后者快；亚硝化过程中产生大量的H+,使系统pH值降低，而硝化过程对系统的pH值无影响；亚硝化过程和硝化过程好氧比为3:1；亚硝酸菌和硝酸菌的生理特性大致相似，但前者的时代周期短，生长较快，因此较能适应冲击负荷和不利的环境条件。当硝酸菌受到抑制的时候，将会出现NO 2 -的积累。 很显然，在传统的硝化-反硝化脱氮过程中，在反硝化菌的作用下，反硝化过程既可从硝酸盐 开始，也可以从亚硝酸盐开始。但由NO 2-转化为NO 3 -，然后由NO 3 -再转化为NO 2 -的重复转化过程 中，要消耗更多的溶解氧和有机碳源。如果在实际过程中，控制这一转化过程，使NH 4 +全部或绝 大部分转化为NO 2-而不是NO 3 -，由NO 2 -直接进行反硝化，称此过程为短程硝化-反硝化，经过环境 工作者的不懈努力，短程硝化-反硝化过程在许多反应器都得以实现。与传统脱氮工艺过程相比，短程硝化-反硝化体现出以下优势。节能：硝化阶段，供氧量节省近25%，降低能耗；节约外加碳 源：从NO 2-到N 2 要比从NO 3 -到N 2 的反硝化过程中，减少40%的有机碳源；可以缩短水力停留时间： 在高氨环境下，NH 4+的硝化速率和NO 2 -的反硝化速率均比NO 2 -的氧化速率和NO 3 -的反硝化速率快， 因此水力停留时间可以缩短，反应器的容积也相应减小；可减少剩余污泥产量：亚硝酸菌表观产 率系数为0.04~0.13gVSS/gN,硝酸菌的表观产率系数为0.02~0.07gVSS/gN，NO 2-反硝化菌和NO 3 -反 硝化菌的表观产率系数分别为0.345gVSS/gN和0.765gVSS/gN，因此短程硝化反硝化过程中可以减少产泥24~33%，在反硝化过程中可少产泥50%。 2影响亚硝酸盐积累的因素 由于废水生物处理反应器均未开放的非纯种培养系统，如何控制硝化停止亚硝化阶段是实现短程生物脱氮的关键。传统硝化过程是由亚硝酸菌和硝酸菌协同完成的，由于这两类细菌在开放的生态系统中形成较为紧密的互生关系，将氨氧化为硝酸，因此完全的亚硝酸化是不可能的。短
控制系统时域与频域性能指标的联系 经典控制理论中，系统分析与校正方法一般有时域法、复域法、频域法。时域响应法是一种直接法，它以传递函数为系统的数学模型，以拉氏变换为数学工具，直接可以求出变量的解析解。这种方法虽然直观，分析时域性能十分有用，但是方法的应用需要两个前提，一是必须已知控制系统的闭环传递函数，另外系统的阶次不能很高。 如果系统的开环传递函数未知，或者系统的阶次较高，就需采用频域分析法。频域分析法不仅是一种通过开环传递函数研究系统闭环传递函数性能的分析方法，而且当系统的数学模型未知时，还可以通过实验的方法建立。此外，大量丰富的图形方法使得频域分析法分析高阶系统时，分析的复杂性并不随阶次的增加而显著增加。 在进行控制系统分析时，可以根据实际情况，针对不同数学模型选用最简洁、最合适的方法，从而使用相应的分析方法，达到预期的实验目的。 系统的时域性能指标与频域性能指标有着很大的关系，研究其内在联系在工程中有着很大的意义。 一、系统的时域性能指标 延迟时间t d 阶跃响应第一次达到终值h (∞)的50%所需的时间 上升时间 t r 阶跃响应从终值的10%上升到终值的90%所需的时间；对有振荡的系 统，也可定义为从0到第一次达到终值所需的时间 峰值时间t p 阶跃响应越过终值h (∞)达到第一个峰值所需的时间 调节时间 t s 阶跃响应到达并保持在终值h (∞)的±5%误差带内所需的最短时间 超调量%σ 峰值h( t p )超出终值h (∞)的百分比，即 %σ= () ()() ∞∞-h h h t p ?100% 二、系统频率特性的性能指标 采用频域方法进行线性控制系统设计时，时域内采用的诸如超调量，调整时间等描述系统性能的指标不能直接使用，需要在频域内定义频域性能指标。
短程硝化反硝化原理 传统生物脱氮理论认为氨氮是借助两类不同的细菌（硝化菌和反硝化菌）将水中的氨转化为氮气而去除。其中硝化反应又由两类细菌分步完成，首先亚硝酸细菌将氨氮转化为亚硝酸盐（NO2-），之后硝酸细菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐（NO3-）。如图1.1。硝化反应过程需在好氧条件下进行。并以氧作为电子受体。反硝化过程为将硝酸盐或亚硝酸盐转化为N2的过程。反硝化细菌可以利用各种有机基质作为电子供体，以硝酸盐或亚硝酸盐作为电子受体，进行缺氧呼吸。 图1.1 传统硝化反硝化过程 传统脱氮技术亚硝氮无法积累的主要原因基于以下两点：从动力学来看，氨氮转化为亚硝氮速率较慢，为整个硝化过程的限速步骤；从热力学看，单位亚硝氮被氧化所能为硝酸菌提供的能量仅为单位氨氮氧化为亚硝酸菌提供能量的 1/4~1/5。因此，必须通过氧化更多的亚硝氮来满足细菌生长所需的能量。 而在不断探索中，发现氨氧化菌（AOB）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）在生活习性上存在一定差异。如表1.1。通过利用这些差异，可以控制消化过程在N02-
阶段，阻止NO2-进一步氧化为NO3-。之后直接以N02-作为电子最终受氢体进行反硝化。即实现所谓的短程硝化反硝化。 表1.1 AOB与NOB主要差异 项目氨氧化菌（AOB）亚硝酸盐氧化菌（NOB） 菌属亚硝酸盐单胞菌 属 亚硝酸盐球菌属 硝酸盐杆菌属、螺旋菌 属、球菌属 世代周期/h 8~36 12~59 最佳pH 7.5~8.5 6.5~7.5 溶解氧饱和常数 （Ko2 /mg·L） 0.2~0.4 1.2~1.5 温度/℃<15或>30 15~30 FA（游离氨）敏感 性 不敏感 （10~150mg/L） 较敏感（0.1~1mg/L）
反硝化深床滤池简介与原理
?反硝化滤池简介 反硝化深床滤池是集生物脱氮及过滤功能合二为一的处理单元，是业界认可度较高的脱氮及过滤并举的先进处理工艺。1969年世界上第一个反硝化滤池诞生。近40年来反硝化滤池在全世界有数百个系统在正常运行。 滤料采用2～3mm石英砂介质，滤床深度通常为1.83m，滤池可保证出水SS低于5mg/L以下。绝大多数滤池表层很容易堵塞或板结，很快失去水头，而独特的均质石英砂允许固体杂质透过滤床的表层，深入滤池的滤料中，达到整个滤池纵深截留固体物的优异效果。 ?工艺流程 图4-1 反硝化深床滤池工艺流程图 ?反冲洗流程 无论在深床滤池模式还是在反硝化深床滤池运行模式，滤池均需反冲洗，将截留和生成的固体排出。反冲洗流程通常需要三个阶段：①气洗；②气水联合反洗；③水洗或漂洗。 ?滤池组成 反硝化深床滤池结构简单，安装方便，滤池内无活动部件，滤料无流失，终身无需维护。
主要组件如下： A.滤料 硬硅质砂，圆形尺寸范围2-3mm B.砾层 圆形硬硅质砂尺寸范围3-40mm C.滤砖 提供超强的反冲洗气水分配性能 D.进气管 当需要进气管配置时，不锈钢的进气管能够提供均匀的反冲洗气分配 E.堰板 使滤池与反冲洗水槽分开，为进水和反冲洗出水的均匀分配提供条件 F.控制系统 专为控制滤池的各种设备而开发的控制系统。 G.阀门 自动和手动的阀门控制水和空气的进出 H.碳源存储和供给系统 通常设计为乙酸钠或乙酸，根据进入滤池的硝酸氮量来控制碳源投加量 I.反冲洗泵 为滤池提供反冲洗水，用于反冲洗滤料和驱氮。 J.鼓风机 为滤池提供反冲洗空气来源，用于反冲洗滤料。 ?功能组件 反硝化深床滤池结构简单实用，集多种污染物去除功能于一个处理单元，包括对悬浮物、TN和TP均有相当好的去除效果。现有的运行经验表明，在无需化学加药除磷的情况下，可以满足出水水质BOD<5mg/L，SS<5mg/L，TN<3mg/L，TP<1mg/L。在进行化学除磷的情况下，出水TP<0.3mg/L。 ?深床过滤机理
第五章线性系统的频域分析法 一、频率特性四、稳定裕度 二、开环系统的典型环节分解 五、闭环系统的频域性能指标 和开环频率特性曲线的绘制 三、频率域稳定判据 本章主要内容： 1 控制系统的频带宽度 2 系统带宽的选择 3 确定闭环频率特性的图解方法 4 闭环系统频域指标和时域指标的转换 五、闭环系统的频域性能指标
1 控制系统的频带宽度 1 频带宽度 当闭环幅频特性下降到频率为零时的分贝值以下3分贝时，对应的频率称为带宽频率，记为ωb。即当ω>ωb 而频率范围（0，ωb）称为系统带宽。 根据带宽定义，对高于带宽频率的正弦输入信号，系统输出将呈现较大的衰减，因此选取适当的带宽，可以抑制高频噪声的影响。但带宽过窄又会影响系统正弦输入信号的能力，降低瞬态响应的速度。因此在设计系统时，对于频率宽度的确定必须兼顾到系统的响应速度和抗高频干扰的要求。 2、I型和II型系统的带宽 2、系统带宽的选择 由于系统会受多种非线性因素的影响，系统的输入和输出端不可避免的存在确定性扰动和随机噪声，因此控制系统的带宽的选择需综合考虑各种输入信号的频率范围及其对系统性能的影响，即应使系统对输入信号具有良好的跟踪能力和对扰动信号具有较强的抑制能力。 总而言之，系统的分析应区分输入信号的性质、位置，根据其频谱或谱密度以及相应的传递函数选择合适带宽，而系统设计主要是围绕带宽来进行的。 3、确定闭环频率特性的图解方法
1、尼科尔斯图线 设开环和闭环频率特性为 4、闭环系统频域指标和时域指标的转换 工程中常用根据相角裕度γ和截止频率ω估算时域指标的两种方法。 相角裕度γ表明系统的稳定程度，而系统的稳定程度直接影响时域指标σ%、ts。 1、系统闭环和开环频域指标的关系 系统开环指标截止频率ωc与闭环带宽ωb有着密切的关系。对于两个稳定程度相仿的系统，ωc大的系统，ωb也大；ωc小的系统，ωb也小。 因此ωc和系统响应速度存在正比关系，ωc可用来衡量系统的响应速度。又由于闭环振荡性指标谐振Mr和开环指标相角裕度γ都能表征系统的稳定程度。 系统开环相频特性可表示为
[收稿日期] 2010-01-13 短程硝化反硝化脱氮技术的研究进展 冯灵芝 （上海农林职业技术学院，上海松江：201600） 摘 要：短程硝化反硝化是一种新型生物脱氮技术，具有降低能耗、节省碳源和减少污泥产量等优点。本文简要介绍了短程硝化反硝化脱氮技术的原理，对亚硝化菌、硝化菌和反硝化菌的研究现状进行了综述，讨论了温度、DO 、pH 值、泥龄等参数对实现短程硝化的影响，并提出了今后的研究方向。 关键词：短程硝化反硝化；生物脱氮；亚硝酸盐 生物脱氮是去除水中氨氮的一种较为经济的方法，其原理就是模拟自然生态环境中氮的循环，利用硝化菌和反硝化菌的联合作用，将水中氨氮转化为氮气以达到脱氮目的。目前应用广泛的A/O 、SBR 、氧化沟等脱氮工艺就是在此理论基础上开发的，但这些脱氮工艺普遍存在氨氮负荷过高而引起的出水不达标、消耗有机物，产生剩余污泥多，消耗能源多等问题。自1975年Voet [1] 发现在硝化过程中HNO 2积累的现象并首次提出短程硝化反硝化脱氮以来，短程硝化反硝化作为一种新型脱氮技术得到广泛的关注。 1 短程硝化反硝化的脱氮机理及优势 生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段，主要涉及亚硝化菌、硝化菌和反硝化菌三类微生物。传统生物脱氮途径如图1所示。 图1 传统生物脱氮途径 短程硝化反硝化是将氨氮氧化控制在亚硝化阶段，然后进行反硝化，省去了传统生物脱氮中由亚硝酸盐氧化成硝酸盐，再还原成亚硝酸盐两个环节。该技术具有很大的优势[2]：①节省25%氧供应量，降低能耗；②减少40%的碳源，在Ｃ／Ｎ较低的情况下实现反硝化脱氮；③缩短反应历程，节省50%的反硝化池容积；④降低污泥产量，硝化过程可少产污泥33%~35%左右，反硝化阶段少产污泥55%左右。 2 短程硝化反硝化技术的研究进展 亚硝酸盐很不稳定，硝化菌的作用下很快氧化成硝酸盐，一般条件下实现短程硝化反硝化是比较困难的。短程硝化反硝化技术的关键是将硝化控制在亚硝化阶段，也即是对亚硝化菌和硝化菌的控制。因此，如何实现短程硝化成为国内外学者对短程硝化反硝化技术的研究重点，研究方向可概括为两方面：一方面从微生物学角度，筛选培养出高效亚硝化菌和硝化菌，研究其生化特征；另一方面从脱氮工艺的运行效果来研究运行参数对短程硝化的影响。 氨 （NH 3、NH 4+） 硝酸盐 （NO 3—） 亚硝酸盐 （NO 2—） 氮气（N 2） 亚硝化 硝化 反硝化 反硝化
Denite?深床反硝化滤池 调试方案 ******************（苏州）有限公司上海浦东分公司 2017年
目录 1.Denite?深床反硝化滤池简介 (3) 1.1反硝化工艺原理及特点 (3) 1.2生物反硝化的影晌因素 (4) 1.3化学除磷原理 (6) 1.4深床反硝化滤池 (7) 2.Denite 滤池区域安全作业 (11) 2.1滤池内安全作业 (11) 2.2滤池及露天池附近安全作业 (11) 2.3污水附近安全作业 (12) 2.4辅助设备安全 (12) 2.5化学品的处理 (12) 3.Denite? 工程调试 (13) 3.1水质及水量 (13) 3.2调试方案 (13) 4.启动、运行及注意事项 (15) 4.1过量供给碳源的征兆 (15) 4.2碳源供给不足的征兆 (15) 4.3混凝剂对SS影响 (15)
1.Denite?深床反硝化滤池简介 1.1反硝化工艺原理及特点 反硝化反应（denitrification） 反硝化反应是由一群异养型微生物完成的生物化学过程。在缺氧（不存在分子态溶解氧）的条件下，将亚硝酸根和硝酸根还原成氮气、一氧化氮或氧化二氮。当有溶解氧存在时，反硝化菌分解有机物利用分子态氧作为最终电子受体。在无溶解氧的情况下，反硝化菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N5+和N3+作为能量代谢中的电子受体，O2-作为受氢体生成H2O 和OH-碱度，有机物作为碳源及电子供体提供能量并被氧化稳定。 生物反硝化过程可用以下二式表示： 2NO2-十6H( 电子供体有机物)→ N2十2H2O 十2OH- (1-1) 2NO3-十9H( 电子供体有机物) → N2十3H2O 十3OH- (1-2) 反硝化过程中亚硝酸根和硝酸根的转化是通过反硝化细菌的同化作用和异化作用来完成的。同化作用是指亚硝酸根和硝酸根被还原成氨氮，用来合成新微生物的细胞、氮成为细胞质的成分的过程。异化作用是指亚硝酸根和硝酸根被还原为氮气、一氧化氮或一氧化二氮等气态物质的过程，其中主要成分是氮气。异化作用去除的氮约占总去除量的70-75% 。 反硝化过程的产物因参与反硝化反应的做生物种类和环境因素的不同而有所不同。例如，pH 值低于7.3 时，一氧化二氮的产量会增加。当游离态氧和化合态氧同时存在时，微生物优先选择游离态氧作为含碳有机物氧化的电子受体。因此，为了保证反硝化的顺利进行，必须确保废水处理系统反硝化部分的缺氧状态。废水中的含碳有机物可以作为反硝化过程的电子供体。由式(1-1)计算，转化1g 亚硝酸盐氮为氮气时，需要有机物(以BOD5表示) 1. 71g ，转化1g 硝酸盐氮为氮气时，需要有机物(以BOD5表示) 2. 87g，与此同时产生3.57g 碱度(以CaCO3计)。如果废水中不含溶解氧，为使反硝化进行完全，所需碳源、有机物(以BOD5表示)总量可用下式计算: C——1. 71[NO2-N] 十2.86[NO3-N] (1-3 )
短程硝化反硝化过程优点及影响因素 发布日期:[2010-7-13] 点击数:[502] [字号大中小] 一般认为要实现生物脱氮就必须使氨氮经历典型的完全硝化反硝化过程才能 被去除。在该过程中NO 3 --N的生成不仅延长了脱氮反应的历程，而且造成了能源和外加碳源的浪费。 从微生物水平上来说，氨氮被氧化成硝酸盐氮由2类独立的细菌催化完成，第一步由氨氧化菌将氨氮氧化成亚硝酸盐氮，第二步由亚硝酸盐氧化菌将亚硝酸盐氮转化为硝酸盐氮，这两类细菌的特征有明显的差异。那对于反硝化菌无论是硝酸盐氮还是亚硝酸盐氮均可以作为最终受氢体。因此整个脱氮过程可以用过 NH4+-N NO 2--N N 2 的途径完成，人们把按此途径进行的脱氮技术定义为亚硝酸型 硝化反硝化，也称短程硝化反硝化。由此整个过程将大大缩短，其标志是有稳定 且较高的NO 2 --N积累。 根据硝化反应的化学计量学，与全程硝化反硝化相比，短程硝化反硝化具有以下优点： 1、1molNH4+-N转化为NO 2--N需要1.5molO 2 ，而氧化到NO 3 --N需要2.0molO 2 ， 因而可在氧化段降低能耗。 2、反硝化1g NO 2--N素要有机物1.72g，而反硝化1gNO 3 --N需要有机物2.86g， 短程硝化反硝化可减少所需有机碳源，节约运行费用。 3、NO 2--N的反硝化速率比NO 3 —N快63%左右
4、减少50%产泥量 5、反硝化的容积可减少30~40% 6、减少投加碱度和外加碳源的量。 短程硝化反硝化的两个主要反应步骤中，反硝化技术容易控制，关键在于将 —N阶段，阻止其进一步氧化。短程硝化反应的控制取决于NH4+-N氧化控制在NO 2 对两种硝化菌的控制。两种细菌在生理机制及动力学特征上存在的固有差异，导致了某些影响因素对两种硝化菌存在不同的抑制作用，从而影响硝化形式。经过研究，能够抑制亚硝化氧化菌，造成氨氧化菌在硝化系统中占优势的因素主要有： 浓度、高PH、高温、低DO、从缺氧状态到好氧状态的滞高游离氨浓度、游离HNO 2 后时间、游离羟氨浓度以及投加硝化反应选择性化学抑制剂。 （1）溶解氧 DO是人们在短程硝化工艺中最为关注的因素之一，一是研究短程硝化反硝化的目的就是为了节约能耗，如能在较低的DO条件下获得高氨氮去除率，就意味着可以节约供氧量；二是研究表明，在较低的DO条件下，可获得较高的压硝酸盐积累率。 在低DO条件下，由于亚硝酸菌对DO的亲和力较硝酸菌强，使得亚硝酸氮大量积累；当DO为0.5mg/L时，亚硝酸菌的增值速率为正常的60%，而硝酸菌为30%。因此在低溶解氧条件下，不仅存在对硝酸菌的淘汰还存在对硝酸菌活性的抑制，
1.反硝化深床滤池工艺 1.1反硝化工艺原理 反硝化反应(denitrification) 反硝化反应是由一群异养型微生物完成的生物化学过程。在缺氧(不存在分子态溶解氧)的条件下，将亚硝酸根和硝酸根还原成氮气、一氧化氮或氧化二氮。参与反硝化过程的微生物是反硝化菌。反硝化菌属兼性菌，在自然环境中几乎无处不在，在废水处理系统中许多常见的微生物都是反硝化细菌，如变形杆菌属(Proteus) 、微球菌属(Micrococcus) 、假单胞菌属(Pseudomonas) 、芽抱杆菌属(Bacillus) 、产碱杆菌属(Alcaligenes) 、黄杆菌属(Fla vobacter) 等，它们多数是兼性细菌。当有溶解氧存在时，反硝化菌分解有机物利用分子态氧作为最终电子受体。在无溶解氧的情况下，反硝化菌利用硝酸盐和亚硝酸盐中的N5+和N3+作为能量代谢中的电子受体，O2- 作为受氢体生成H2O 和OH-碱度，有机物作为碳源及电子供体提供能量并被氧化稳定。 生物反硝化过程可用以下二式表示： 2NO2-十6H( 电子供体有机物) 一→N2 十2H2O 十20H-(2-1) 2NO3-十9H( 电子供体有机物) 一→N2 十3H2O 十30H-(2-2) 反硝化过程中亚硝酸根和硝酸根的转化是通过反硝化细菌的同化作用和异化作用来完成的。同化作用是指亚硝酸根和硝酸根被还原成氨氮，用来合成新微生物的细胞、氮成为细胞质的成分的过程。异化作用是指亚硝酸根和硝酸根被还原为氮气、一氧化氮或一氧化二氮等气态物质的过程，其中主要成分是氮气。异化作用去除的氮约占总去除量的70-75% 。 反硝化过程的产物因参与反硝化反应的做生物种类和环境因素的不同而有所不同。例如，pH 值低于7.3 时，一氧化二氮的产量会增加。当游离态氧和化合态氧同时存在时，微生物优先选择游离态氧作为含碳有机物氧化的电子受体。因此，为了保证反硝化的顺利进行，必须确保废水处理系统反硝化部分的缺氧状态。废水中的含碳有机物可以作为反硝化过程的电子供体。由式(2-1)计算，转化1g 亚硝酸盐氮为氮气时，需要有机物(以BOD5 表示) 1. 71g ，转化1g 硝酸盐氮为氮气时，需要有机物(以BOD5 表示) 2. 87g，与此同时产生3.57g 碱度(以CaCO3 计)。如果废水中不含溶解氧，为使反硝化进行完全，所需碳源、有机物(以BOD5 表示)总量可用下式计算: