污水处理厂反硝化工艺中的碳源问题
- 格式:pdf
- 大小:72.09 KB
- 文档页数:1
反硝化碳源简单来讲就是指能为微生物提供生长繁殖所需碳元素的营养物质。
那么目前都有哪些种类呢?
1、污泥水解上清液
生物转化VFA 来源于污泥水解的上清液,由于水解所产生的VFA 拥有很高的反硝化速率,碳源可以直接由污水厂内部提供,在污泥减容的同时还减少了碳源运输方面的问题,所以它是目前比较有优势的碳源。
2、糖类
糖类物质中,以面粉、蔗糖、葡萄糖为主,由于葡萄糖是最简单的糖,所以目前研究比较多。
当碳源充足时,以葡萄糖为碳源的最佳碳氮比较甲醇为碳源时高得多,为6∶1~7∶1 。
碳源类型对硝氮的比还原速率几乎没有影响,对亚硝氮的比积累速率影响较大,只有葡萄糖在该研究中没发现积累现象。
3、乙酸钠
乙酸钠的优点在于它能立即响应反硝化过程,能用作水厂运行时的应急处理。
乙酸钠由于是小分子有机酸的原因,反硝化菌易于利用,脱氮效果是最好的。
但是,由于价格较为昂贵,污泥产率高,且目前污水厂的污泥处置问题也
是一个较大的攻关难题,所以,将乙酸钠应用于污水处理厂的大规模投加几乎不可能。
4、甲醇
普遍认为甲醇作为外碳源具有运行费用低和污泥产量小的优势。
阎宁发现,在甲醇碳源不足时,存在亚硝酸盐积累的现象。
以甲醇为碳源时的反硝化速率比以葡萄糖为碳源时快3倍,最佳碳氮比(COD:氨氮)为2.8~3.2 。
以上就是反硝化的碳源种类的具体介绍,希望对大家进一步的了解有所帮助。
关于硝化反硝化的碳源碱度的计算!硝化反硝化是自然界中一种重要的生化过程。
它通过细菌的作用,将氨氮转化为硝态氮,再将硝态氮还原为氨氮,完成氮的循环。
本文将重点介绍硝化反硝化中碳源和碱度的计算方法。
一、碳源的计算1.硝化过程中的碳源硝化过程中,细菌将氨氮氧化为亚硝酸盐,此过程需要耗费能量。
为了维持细菌的正常生长和代谢,需要提供足够的碳源。
一般来说,硝化过程中适宜的碳源包括有机物和无机碳源。
无机碳源:常用的无机碳源有碳酸盐、碳酸氢盐、苏打灰等。
这些无机碳源在水中溶解后可以为细菌提供能量和碳源。
有机碳源:常用的有机碳源包括葡萄糖、乳糖、酒精等。
有机碳源的加入可以增加水中的溶解有机物质,为细菌提供能量和碳源,促进硝化反应的进行。
2.反硝化过程中的碳源反硝化过程中,细菌将硝态氮还原为氮气释放到大气中,此过程同样需要耗费能量。
同样需要提供足够的碳源。
常用的碳源包括有机物和无机碳源。
无机碳源:常用的无机碳源有硫酸盐、碳酸盐等。
这些无机碳源在水中溶解后可以为细菌提供能量和碳源。
有机碳源:常用的有机碳源包括葡萄糖、乳糖、酒精等。
有机碳源的加入可以增加水中的溶解有机物质,为细菌提供能量和碳源,促进反硝化反应的进行。
二、碱度的计算碱度是指水溶液中碱性物质所占的量。
在硝化反硝化中,强碱性条件对细菌的生长和代谢有一定的影响。
因此,合理控制碱度是保证硝化反硝化顺利进行的重要因素。
常用的计算碱度的方法有以下几种:1.pH法pH是衡量水溶液酸碱程度的指标,与碱度密切相关。
一般来说,当pH在7.0-8.5之间时,硝化和反硝化的效果较好。
因此,可以通过测定水样的pH值来初步评估碱度的情况。
2.碱定法碱定法是一种量化测定碱度的方法。
常用的碱定方法有酸碱滴定法和酸碱指示剂法。
通过向水样中加入酸或碱滴定剂,直到水样的酸碱度发生变化,从而计算出水样中的碱度。
3.碳酸盐盐度法碳酸盐盐度法是一种通过测定水样中的碳酸盐盐度来推测碱度的方法。
碳酸盐盐度是指水中溶解的碳酸盐所占的量,可以通过测量水样中的总碱度来计算。
复合碳源反硝化
复合碳源反硝化是一种重要的环境生物技术,可以有效地降解废水中的硝酸盐,减少水体富营养化的危害。
通过合理利用复合碳源,可以促进反硝化菌的生长和代谢,提高反硝化效率,减少环境污染。
复合碳源是指由多种有机物混合而成的碳源,如蔗糖、乳糖、酒精等。
这些有机物可以为反硝化菌提供能量和碳源,促进其代谢活性和生长繁殖。
在废水处理过程中,添加适量的复合碳源可以增加反硝化菌的数量,提高其对硝酸盐的还原能力,从而加速硝酸盐的去除速度。
在实际应用中,复合碳源反硝化技术可以与其他废水处理方法相结合,形成多级处理系统,实现废水的高效处理和资源化利用。
通过合理控制复合碳源的投加量和投加方式,可以实现对废水中硝酸盐浓度的快速降解,提高水体的质量和环境的可持续发展。
复合碳源反硝化技术的应用还可以减少化学药剂的使用,降低废水处理成本。
相比传统的硝化-反硝化工艺,复合碳源反硝化技术更加环保和经济。
在未来的研究中,还可以探索更多的复合碳源和反硝化菌种,提高反硝化效率和适用范围,推动这项技术在废水处理领域的广泛应用。
复合碳源反硝化技术是一种环境友好、高效的废水处理技术,具有重要的应用价值。
通过合理利用复合碳源,可以实现废水中硝酸盐
的快速降解,减少水体污染,促进环境可持续发展。
随着技术的不断创新和发展,相信复合碳源反硝化技术将在废水处理领域发挥越来越重要的作用。
众所周知,过多氮磷会引起水环境恶化,因此,为保护我们所生活的环境,去除污水处理中氮磷是势在必行。
但在需要脱氮的污水中,如碳源不足导致反硝化的去除率低,则会导致出水TN超标,那么需要哪种碳源比较好呢?下边,为使大家有所进一步的了解,现将目前应用比较广泛的碳源做一个对比,快来围观吧。
1、甲醇普遍认为甲醇作为外碳源具有运行费用低和污泥产量小的优势。
阎宁发现,在甲醇碳源不足时,存在亚硝酸盐积累的现象。
以甲醇为碳源时的反硝化速率比以葡萄糖为碳源时快3倍,最佳碳氮比(COD:氨氮)为2.8~3.2 。
从目前研究来看,甲醇作为碳源时,C/N>5 时能达到较好的效果,但其弊端有三点:①作为化学药剂,成本相对较高;②响应时间较慢,甲醇并不能被所有微生物利用,当投加甲醇后,需要一定的适应期直到它完全富集,发挥全部效果,当用于污水处理厂应急投加碳源时效果不佳;③甲醇具有一定的毒害作用,长期用甲醇作为碳源,对尾水的排放也会造成一定的影响。
2、乙酸钠乙酸钠的优点在于它能立即响应反硝化过程,能用作水厂运行时的应急处理。
乙酸钠由于是小分子有机酸的原因,反硝化菌易于利用,脱氮效果是最好的。
但是,由于价格较为昂贵,污泥产率高,且目前污水厂的污泥处置问题也是一个较大的攻关难题,所以,将乙酸钠应用于污水处理厂的大规模投加几乎不可能。
3、糖类糖类物质中,以面粉、蔗糖、葡萄糖为主,由于葡萄糖是最简单的糖,所以目前研究比较多。
当碳源充足时,以葡萄糖为碳源的最佳碳氮比较甲醇为碳源时高得多,为6∶1~7∶1 。
碳源类型对硝氮的比还原速率几乎没有影响,对亚硝氮的比积累速率影响较大,只有葡萄糖在该研究中没发现积累现象。
以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源处理效果不错,可是,它作为一种多分子化合物,容易引起细菌的大量繁殖,导致污泥膨胀,增加出水中COD的值,影响出水水质,同时,与醇类碳源相比,糖类物质更容易产生亚硝态氮积累的现象。
4、污泥水解上清液生物转化VFA 来源于污泥水解的上清液,由于水解所产生的VFA 拥有很高的反硝化速率,碳源可以直接由污水厂内部提供,在污泥减容的同时还减少了碳源运输方面的问题,所以它是目前比较有优势的碳源。
反硝化碳源投加量的计算反硝化是指在缺氧条件下,由硝酸盐形式的氮转化为气体形式的氮的生化过程。
在自然环境中,反硝化是重要的氮循环的环节之一、反硝化作用由多种微生物参与,其中包括反硝化细菌和真菌。
反硝化碳源的投加量是指向系统中投加适量的有机碳,以提供反硝化微生物进行反硝化作用所需的能量。
在水体处理和土壤改良等环境工程中,往往需要添加反硝化碳源来促进反硝化作用的进行,从而降低水体中的硝酸盐或土壤中的硝酸盐含量,达到净化水体或改良土壤的目的。
计算反硝化碳源投加量的具体方法可以根据反硝化细菌的能量需求和反硝化过程的氮转化效率来确定。
1.确定反硝化细菌的能量需求:反硝化细菌主要通过有机碳来获取能量,通常以有机物的碳氮比来表示。
不同类型的反硝化细菌对有机碳的需求不同,常见的碳氮比范围为10:1到20:1、根据具体情况,确定合适的碳氮比。
碳氮比=投加的有机碳量/反硝化氮转化量2.确定反硝化过程的氮转化效率:反硝化过程中,硝酸盐氮会被转化为气体形式的氮。
氮转化效率是反硝化的关键参数,根据相关研究或实验数据,确定适当的氮转化效率。
常见的氮转化效率范围为30%到70%。
3.计算反硝化碳源的投加量:根据上述确定的碳氮比和氮转化效率,可以计算出合适的反硝化碳源投加量。
需要注意的是,反硝化碳源的投加量应根据具体环境条件和处理目标适当调整。
投加量过高可能导致过量有机负荷,产生厌氧的产物,如甲烷和硫化氢等有害物质,从而影响处理效果和环境安全。
在实际的工程应用中,可以通过试验室研究和实地监测等方法来确定合适的反硝化碳源投加量。
同时,应密切关注反硝化过程的变化,根据反应动力学和微生物学特性进行调控和优化,并考虑其他的工程参数和操作条件,全面提高反硝化碳源投加的效果。
剩余污泥作为反硝化外加碳源的制备及应用1.引言1.1背景随着我国经济的快速发展,城市化进程加速,污水处理问题日益突出。
污水处理过程中产生的污泥,含有大量的有机物和无机物,对环境具有很大的危害性。
如何合理有效地处理和利用污泥,已成为当前环保领域亟待解决的问题。
1.2目的本文旨在探讨污泥处理方法,特别是剩余污泥制备反硝化外加碳源的技术,以期为污泥处理提供新思路和方法。
2.污泥的产生与处理2.1污泥产生的原因污泥主要来源于污水处理过程中的生物降解过程,包括生活污水、工业废水等。
2.2污泥处理方法污泥处理方法主要有物理方法、化学方法和生物方法。
其中,生物方法因其环保、经济等特点,备受关注。
3.反硝化过程及其应用领域3.1反硝化的原理和过程反硝化是指在厌氧条件下,微生物将硝酸盐还原为氮气的过程。
3.2反硝化在环境工程中的应用领域反硝化技术广泛应用于废水处理、土壤修复等领域。
4.利用剩余污泥制备反硝化外加碳源的方法与技术研究进展4.1剩余污泥作为反硝化外加碳源的潜力和优势分析剩余污泥中含有丰富的有机物,可作为反硝化的碳源。
其优势在于资源化利用污泥,降低废水处理成本。
4.2制备剩余污泥为反硝化外加碳源的方法研究进展目前主要有物理、化学和生物方法制备剩余污泥为反硝化外加碳源。
5.剩余污泥制备反硝化外加碳源技术实验研究及结果分析5.1实验设计与方法本研究通过实验室规模的实验,探讨了不同条件下剩余污泥制备反硝化外加碳源的效果。
5.2实验结果及分析实验结果表明,剩余污泥制备的反硝化外加碳源具有良好的效果。
6.反硝化外加剩余污泥技术在废水处理中应用实例分析6.1废水处理工艺设计与参数设置以某实际废水处理工程为例,设计反硝化外加剩余污泥的处理工艺。
6.2废水处理效果评价采用实际工程运行数据,评价反硝化外加剩余污泥技术的处理效果。
7.剩余污泥制备反硝化外加碳源技术在农业领域的应用7.1剩余污泥的农业化利用潜力分析剩余污泥中含有丰富的营养物质,可用于土壤改良、肥料制备等。
反硝化反应是反硝化类细菌利用硝态氮/亚硝态氮为电子受体来氧化有机物或无机物从而实现自我繁殖的异养菌和自养菌的生理过程。
大体上可分为两类,一类为异养菌(以有机碳源为电子供体),一类为自养菌(以硫自养反硝化菌为例,利用低价态的硫为电子供体来还原硝氮/亚硝氮)。
下面我重点啰嗦一下异养型反硝化菌。
异养型反硝化菌是利用硝氮/亚硝氮来氧化有机物,1g 的硝氮需要2.86g的COD来提供电子。
此时,反硝化所需要的碳氮比是2.86:1。
生存、生长和繁殖是任何生物最原始和最基本的欲望。
异养型反硝化菌为什么要去反硝化,它又不是冤大头,反硝化只是它生长繁殖中的一个提供能量的反应。
它们要生长,要繁殖就需要有能量,能量来源就是反硝化过程提供的。
能量来源有了,那它们生长繁殖的营养物质是啥?异养型微生物不可能将二氧化碳合成自身有机质
的,只能利用水中的有机物来合成自身细胞的有机质,所以这个过程也是消耗碳源的。
这个过程的碳源消耗量多大?在这个过程中碳源的消耗主要是用于合成自身的细胞物质,这是可以定量分析的。
1g的细胞物质相当于1.42g的COD(有兴趣的污师可以用微生物细胞的化学分子式去算一下C5H7NO2)。
所以反硝化菌合成1g的细胞物质(污泥的表观产率)需要消耗1.42g的COD。
因内回流或进水携带的DO不参与反硝化反应,所以本文只讨论反硝化反应过程中碳源的消耗,暂不讨论DO对碳源的影响!
综合反硝化菌的能量来源以及自身生长繁殖后,可以得出以下公式:
△COD/△N=2.86/(1-1.42Yb)
式中:
△COD及△N指的是参与反硝化反应的COD及硝氮;。
对于碳源,一般是指的是COD(化学需氧量),有机物越多COD就越多。
因此,我们可以用COD来表征有机物的变化。
如果在污水中的碳源不足就需要人工投加的碳源也就是简单的有机化合物,便于微生物吸收利用,有利于反硝化细菌的生长繁殖。
那么反硝化具体需要多少碳源,我们来了解一下。
反硝化1mg的硝酸盐氮理论消耗2.87mg的COD,一般4mg的COD即可满足反硝化的需求。
具体的碳源需要量还有结合很多的因素计算得出。
反硝化过程中如果包含微生物自身生长我们可以计算出C/N=3.70。
对应不含微生物生长的反硝化的理论碳源的需求量,实际就是相当于把N2氧化成N2O5的需氧量,进一步说就是N2O5分子中O/N的质量比。
C/N=16×5/(14×2)=20/7=2.86依次可以类推出NO2--N的纯反硝化的理论C/N比是N2O3分子中O/N的质量比=16×3/(14×2)=12/7=1.71 理论上只要CN比为2.86时,就可以完全脱氮,如果在加上微生物自身生长,CN比为3.70时可以完全脱氮,但是理论终究是理论,并没有考虑内回流所携带的氧气。
正常情况下,反硝化菌只有在消耗完内回流携带的氧气之后才进行反硝化,所有,这一部分的氧气也是消耗了碳源,一般AO脱氮工艺的CN比控制在4-6之间。
污水厂的管理的核心在于对污水厂内的微生物的管理,为这些微生物提供充足的营养和环境是每个污水厂运行管理人员需要认真进行的工作。
但是由于饮食习惯的地区差异,工业企业的生产废水排放,处理水量的大小等等因素,实际进入污水厂的污水水质中的C:N:P的营养比例并不是按照微生物生长所需的100:5:1的,正是由于进水水质中的比例失衡,才造成了污水厂运行人员对碳源甚至营养物质的探讨。
相信上述的想关内容能帮助您了解反硝化的有关信息。
感谢您的关注。
反硝化的过程其实就是脱氮的过程。
反硝化细菌在缺氧条件下可以释放氮。
能进行反硝化作用的只有少数细菌。
由于反硝化细菌也需要有营养供给,我们为您具体解释一下反硝化需要碳源的原因是什么?在需要脱氮的污水中,往往是碳源不足导致反硝化的去除率低,导致出水TN超标,所以外加碳源成为了目前唯一适用于实践的手段,目前碳源一般有甲醇、乙酸钠、面粉、葡萄糖等。
下面就目前应用比较广泛的碳源做一个对比,让大家对各种碳源的优缺点有初步的了解。
1、甲醇普遍认为甲醇作为外碳源具有运行费用低和污泥产量小的优势。
在甲醇碳源不足时,存在亚硝酸盐积累的现象。
以甲醇为碳源时的反硝化速率比以葡萄糖为碳源时快3倍,最佳碳氮比为2.8~3.2。
2、乙酸钠乙酸钠的优点在于它能立即响应反硝化过程,能用作水厂运行时的应急处理。
乙酸钠由于是小分子有机酸的原因,反硝化菌易于利用,脱氮效果是最好的。
但是,由于价格较为昂贵,污泥产率高,且目前污水厂的污泥处置问题也是一个较大的攻关难题。
3、污泥水解上清液生物转化VFA来源于污泥水解的上清液,由于水解所产生的VFA拥有很高的反硝化速率,碳源可以直接由污水厂内部提供,在污泥减容的同时还减少了碳源运输方面的问题,所以它是目前比较有优势的碳源。
可是,对于不同的污泥,不同的水解条件,所产生的污泥中VFA的成分有较大的差别,而由于成分不同,又能引起反硝化速率的不同。
除此以外,若直接将水解污泥作为外碳源,还要考虑到污泥水解过程中氮磷的释放问题,这部分氮磷若以碳源的形式投加到污水中,势必会增加污水处理厂的氮磷负荷。
4、糖类糖类物质中,以面粉、蔗糖、葡萄糖为主,由于葡萄糖是最简单的糖,所以目前研究比较多。
当碳源充足时,以葡萄糖为碳源的最佳碳氮比较甲醇为碳源时高得多,为6∶1~7∶1。
以葡萄糖为代表的糖类物质作为外加碳源处理效果不错,它作为一种多分子化合物,容易引起细菌的大量繁殖,导致污泥膨胀,增加出水中COD的值,影响出水水质,同时,与醇类碳源相比,糖类物质更容易产生亚硝态氮积累的现象。
反硝化作用不仅在只在土壤中进行,同样在一些污水处理过程中也有一定的作用。
碳源可以理解成反硝化过程中的额外能量来源。
当污水厂进水指标过低时,污水中的营养不足以提供微生物来活动时,对于这种额外投放的有机化合物就成为碳源。
我们来具体了解一下碳源对于反硝化的影响因素有哪些?
碳源对生物反硝化的影响主要表现为:
①对于高浓度含氨氮废水(一般都需要投加碱),碳源不足会使反硝化过程的产碱量降低,这将增大其硝化过程的外加碱量;并且由于反硝化进行不彻底,使出水中存在大量的NO_2~,出水COD增大;
②碳源种类对反硝化效果有较大影响,单一基质和混合废水对反硝化反应的进程有不同的影响。
反硝化反应在自然界具有重要意义,是氮循环的关键一环,可使土壤中因淋溶而流入河流、海洋中的NO3-减少,消除因硝酸积累对生物的毒害作用。
它和厌氧铵氧化一起,组成自然界被固定的氮元素重新回到大气中的途径。
农业生产方面,反硝化作用使硝酸盐还原成氮气,从而降低了土壤中氮素营养的含量,对农业生产不利。
农业上常进行中耕松土,以防止反硝化作用。
在环境保护方面,反硝化反应和硝化反应一起可以构成不同工艺流程,是生物除氮的主要方法,在全球范围内的污水处理厂中被广泛应用。
污水处理中所利用的反硝化菌为异养菌,其生长速度很快,但是需要外部的有机碳源,在实际运行中,有时会添加少量甲醇等有机物以保证反硝化过程顺利进行。
反硝化碳源包括:葡萄糖、果糖、蔗糖、麦芽糖、乙酸钠、稀醋酸等等。
河南翰润环境科技有限公司目前已有十余家市政及工业污水处理厂碳源供应。