污水生物硝化处理工艺pH值控制及碱度核算发帖人: fengzizt 点击率: 843污水生物硝化处理工艺pH值控制及碱度核算一、影响硝化的重要因素1、pH和碱度对硝化的影响pH值酸碱度是影响硝化作用的重要因素。
硝化细菌对pH反应很敏感，在pH中性或微碱性条件下（pH为8～9的范围内），其生物活性最强，硝化过程迅速。
当pH＞9.6或＜6.0时，硝化菌的生物活性将受到抑制并趋于停止。
若pH＞9.6时，虽然NH4＋转化为NO2—和NO3—的过程仍然异常迅速，但是从NH4的电离平衡关系可知，NH3的浓度会迅速增加。
由于硝化菌对NH3极敏感，结果会影响到硝化作用速率。
在酸性条件下，当pH＜7.0时硝化作用速度减慢， pH＜6.5硝化作用速度显著减慢，硝化速率将明显下降。
pH＜5.0时硝化作用速率接近零。
pH下降的原因pH下降的原因可能有两个，一是进水中有强酸排入，导致人流污水pH降低，因而混合液的pH也随之降低。
由硝化方程式可知，随着NH3-N被转化成NO3—-N，会产生部分矿化酸度H+，这部分酸度将消耗部分碱度，每克NH3-N转化成NO3—-N约消耗7.14g碱度(以CaC03计)。
因而当污水中的碱度不足而TKN负荷又较高时，便会耗尽污水中的碱度，使混合液中的pH值降低至7.0以下，使硝化速率降低或受到抑制。
如果无强酸排人，正常的城市污水应该是偏碱性的，即pH一般都大于7.0，此时的pH则主要取决于人流污水中碱度的大小。
所以，在生物硝化反应器中，应尽量控制混合液pH＞7.0，制pH＞7.0，是生物硝化系统顺利进行的前提。
而要准确控制pH，pH＜6.5时，则必须向污水中加碱。
应进行碱度核算。
2、有机负荷的影响在采用曝气生物滤池工艺进行硝化除氮时，NH4-N的去除在一定程度上取决于有机负荷。
当有机负荷稍高于3.0kgBOD／(m3滤料•d)时，NH3-N的去除受到抑制；当有机负荷高于4.0kgBOD/（m3滤料•d)时，NH3-N的去除受到明显抑制。
因此采用曝气生物滤池进行同步除碳和硝化时，必须降低有机负荷。
根据上述分析，在采用曝气生物滤池工艺进行针对去除有机物的工程设计时，首先必须针对处理水类型和排水水质要求选择合适的BOD容积负荷，BOD容积负荷的选取应根据同类型污水处理厂的实际运行数据加以分析后确定，并在设计时留有一定余量。
在采用曝气生物滤池进行同步除碳和硝化时，必须降低有机负荷，最好使有机负荷控制在2.0kgBOD／(m3滤料•d)以下。
二、生物滤池硝化需碱量的计算在硝化过程中需要消耗一定量的碱度，如果污水中没有足够的碱度，硝化反应将导致pH值的下降，使反应速率减缓，所以硝化反应要顺利进行就必须使污水中的碱度大于硝化所需的碱度。
在实际工程应用中，对于典型的城市污水，进水中NH3-N浓度一般为20～40mg ／L（TKN约50～60mg／L），碱度约200mg／L(以Na2CO3计)左右。
1、一般来说，在硝化反应中每硝化lgNH3-N需要消耗7.14g碱度，所以硝化过程中需要的碱度量可按下式计算：碱度＝7.14×QΔCNH3-N×10—3 (1)式中：Q为进入滤池的日平均污水量，m3／d；ΔCNH3-N为进出滤池NH3-N浓度的差值，mg／L；7.14为硝化需碱量系数，kg碱度／kgNH3-N。
2、对于含氨氮浓度较高的工业废水，通常需要补充碱度才能使硝化反应器内的pH值维持在7.2～8.0之间。
计算公式如下：碱度＝K×7.14×QΔCNH3-N×10—3 (2)式中，K为安全系数，一般为1.2～1.3。
3、实际工程中进行碱度核算应考虑以下几部分：入流污水中的碱度，生物硝化消耗的碱度，分解BOD5产生的碱度，以及混合液中应保持的剩余碱度。
要使生物硝化顺利进行，必须满足下式：ALKw＋ALKc＞ALKN＋AlKE （3）如果碱度不足，要使硝化顺利进行，则必须投加纯碱，补充碱度。
投加的碱量可按下式计算：ΔALK＝（ALKN＋ALKE）—（ALKw＋ALKc）（4）式中：ΔALK为系统应补充的碱度，mg／L；ALKN 为生物硝化消耗的碱量；ALKN一般按硝化每kgNH3-N消耗7.14kg碱计算。
ALKE 为混合液中应保持的碱量，ALKE一般按曝气池排出的混合液中剩余50mg/L碱度(以Na2CO3计)计算。
ALKw 为原污水中的总碱量；ALKc 为BOD5分解过程中产生的碱量；ALKc与系统的SRT有关系：当SRT＞20d时，可按降解每千克BOD5产碱0.1kg计算；当SRT＝10～20d时，按0.05kgALK/kgBOD5；当SRT＜10d时，按0.01gALK/kgBOD5。
三、【实例计算】如前所述，硝化反应中每消耗1g氨氮要消耗碱度7.14g。
一般污水尤其是工业污水对于硝化反应来说，碱度往往是不够的，因此应投加必要的碱量以维持适宜的pH值，保证硝化反应的正常进行。
某处理厂采用曝气生物滤池处理工艺，日处理污水10 000m3/d。
二级来水水中：BOD5＝18mg/L（18g/m3＝0.018kg/m3），NH3-N＝35mg/L，碱度ALKw ＝210mg/L。
欲使出水BOD5＜5mg/L，NH3-N＜5mg/L。
试核算该硝化系统的碱度，如果碱度不足，试计算投碱量。
解：ALKw ＝0.21×104＝2100kg/d 进水碱度210mg/LALKc ＝(0.018－0.005)×104×0.1＝13kg/d BOD5＝18mg/L 降解每克BOD5产碱0.1g计算ALKN ＝(0.035－0.005)×104×7.14＝2142 kg/d 按1kgNH3-N消耗7.14kg碱计算ALKE ＝0.05×104＝500 kg/d 按曝气池排出液中剩余50mg/L碱度计算。
ALKw＋ALKc ＝2100kg/d＋13kg/d = 2113kg/dALKN＋ALKE ＝2142 kg/d＋500 kg/d = 2642 kg/dALKw＋ALKc ≯ALKN＋ALKE因此，该硝化系统内碱源不足。
如果不外加碱源，pH将降低，抑制硝化进行，出水NH3-N超标。
如果外加碱源，则投碱量为：ΔALK＝2642—2113＝529 kg/d≈529 kg/d÷40kg/袋≈13袋/天÷3个班≈4袋/班即每天需向来水中投加碱源529kg，具体可根据纯碱的有效成分，换算出纯碱的投加量。
二级来水再生处理加碱量二级来水加碱应根据NH3-N含量投加： NH3-N含量在35mg/L左右时按315 L/h投加NH3-N含量在30mg/L左右时按270 L/h投加NH3-N含量在25mg/L左右时按225 L/h投加各班人员应该经常检查NH3-N含量和纯碱投加量。
含氨污水常规处理方法简介更新时间：08-8-22 08:59目前氨氮废水的处理方法有物理法、化学法和生物法等。
物理方法有反渗透、蒸馏、土壤灌溉；化学法有离子交换法、空气吹脱、化学沉淀法、折点氯化法、电渗析、电化学处理、催化裂解；生物方法有多种形式。
生物处理法有厌氧生物处理和好氧生物处理，主要工艺有：A/O法、氧化沟法、SBR法、接触氧化法、曝气生物滤池等。
物理化学法（1）空气吹脱法空气吹脱法是使水作为不连续相与空气接触，利用水中组分的实际浓度与平衡浓度之间的差异,使氨氮转移至气相而去除。
废水中的氨氮通常以铵离子（NH4+）和游离氨（NH3）的状态保持平衡而存在（NH4+＋OH-→NH3+H2O）。
将废水pH值调节至碱性时，离子态铵转化为分子态氨，然后通入空气将氨吹脱出。
该法适合于高氨氮废水的预处理，脱氮率高、操作灵活、占地小，但NH3仅从溶解状态转化为气态，并没有彻底除去。
当温度降低时，脱氮率急剧下降，因此不适合在寒冷的冬季使用；同时容易受吹脱装置大小及长径比例、气液接触效率的影响；装置及管道时间长久易产生CaCO3沉淀。
该法需不断鼓气、加碱，出水需再加酸调低pH。
因此，投资和处理费用比较高，对周围环境有一定的污染，目前该方法在实际应用（尤其在较大处理水量的工程上）很少。
（2）折点加氯法折点加氯法是将氯气通入废水中达到某一点，在该点时水中游离氯含量较低，而氨的浓度降为零。
当氯气通入量超过该点时，水中的游离氯就会增多，因此，该点称为折点，该状态下的氯化称为折点氯化。
折点氯化法除氨的机理为氯气与氨反应生成无害的氮气，其反应方程式为：NH4+＋1.5HClO→0.5N2+1.5H2O+2.5H++1.5Cl-。
N2逸入大气，使反应源源不断向右进行。
加氯比例：Cl2与NH3-N质量之比为8:1-10:1。
当氨氮浓度小于20mg/L 时，脱氮率大于90%，pH影响较大，pH高时产生NO3-，低时产生NCl3，将消耗氯，通常控制pH在6-8。
此法用于废水的深度处理，脱氮率高、设备投资少、反应迅速完全，并有消毒作用。
但液氯安全使用和贮存要求高，对pH要求也很高，产生的水需加碱中和，因此处理成本高。
另外副产物氯胺和氯代有机物会造成二次污染。
（3）化学沉淀法化学沉淀法是通过向废水中投加某种化学药剂，使之与废水中的某些溶解性污染物质发生反应，形成难溶盐沉淀下来，从而降低水中溶解性污染物浓度的方法。
整个反应pH值的适宜范围为9-11。
此法可去除氨氮、重金属及某些大分子有机物，常与其它处理技术组合，既适用于反渗透、活性炭吸附等深度处理的预处理，也可用于生化处理的须处理或深度处理。
絮凝剂常用FeCl3、Al2(SO4)3和阴阳非离子型聚合物。
此法对氨氮的去除率很高，可达90%以上，但费用比吹脱法高，产生的污泥对环境造成二次污染，但当其用于脱氮预处理时，也可采用PO43-类物质，污泥可作肥料使用，故有很大的灵活性，但药剂费用比较贵。
已用该法处理垃圾渗滤液（NH4+-N浓度为1500mg/L），去除率为96%。
（4）离子交换法离子交换是指在固体颗粒和液体的界面上发生的离子交换过程。
离子交换法采用无机离子交换剂沸石作为交换树脂，沸石具有对非离子氨的吸附作用和与离子氨的离子交换作用，它是一类硅质的阳离子交换剂，成本低，对NH4+有很强的选择性。
pH=4-8是沸石离子交换的最佳范围。
当pH＜4时，H+与NH4+发生竞争；pH＞8时，NH4+变为NH3而失去离子交换性能。
离子交换法具有投资省、工艺简单、占地小、操作较为方便、温度和毒物对脱氮率影响小等优点，适用于中低浓度的氨氮废水（500mg/L），对于高浓度的氨氮废水，会因树脂再生频繁而造成操作困难。
离子交换法去除率高，但再生液为高浓度氨氮废水，仍需进一步处理。
常用的离子交换系统有三种类型：固定床、混合床、移动床。
