污水处理中的反硝化过程控制与优化

2、生物反硝化原理

2.1反硝化反应

总的反硝化过程可以用以下方程式表示：

2 NO3 + 10 e + 12 H → N2 + 6 H2O

其中包括以下四个还原反应还原反应：

硝酸盐还原为亚硝酸盐：2 NO3 + 4 H + 4 e → 2 NO2 + 2 H2O

亚硝酸盐还原为一氧化氮：2 NO2 + 4 H + 2 e → 2 NO + 2 H2O

一氧化氮还原为一氧化二氮：2 NO + 2 H + 2 e → N2O + H2O

一氧化二氮还原为氮气：N2O + 2 H + 2 e → N2 + H2O

2.2反硝化碳源

理论上，生物反硝化的碳氮比要求大于3（即BOD/TKN＞3），才可以实现较好的反硝化效果。微生物进行反硝化可利用的碳源主要是进水中的碳源，当进水中碳源不足时，需要外加碳源促进反硝化，一般常用的反硝化碳源有乙酸钠、甲醇、乙醇等。

2.3反硝化碳源加药点

生物反硝化，有前置反硝化和后置反硝化，前置反硝化一般是指在二级生物池内投加碳源，后置反硝化一般是在反硝化滤池进口投加碳源。综合来看，主要有以下外加碳源加药点：

1）厌氧池进口；

2）厌氧池出口； 3）缺氧池进口；

4）缺氧池中间段；

5）好氧池中间段（促进短程反硝化）；

6）滤池进口（后置反硝化，本手册暂不包括该部分内容）；

根据污水性质和实际工艺特点，每个污水处理厂需要寻找最合适的碳源投加点，达到外加碳源的充分利用和高效反应。合适加药点的选择方法见下文第3.2条内容。

3、工艺控制措施

3.1溶解氧的控制

A2O工艺和改良型A2O氧化沟的好氧段都需要供氧保证生物好氧反应的进行，考虑到内回流的反硝化，好氧池的溶解氧不宜过高。一般有以下溶解氧控制原则：

1）控制较低的溶解氧

好氧池出水端溶解氧最好能控制在1mg/L左右，以便减小内回流带到缺氧池溶解性氧影响反硝化效果。

2）间隔控制曝气量的大小

合理控制过程溶解氧，避免好氧池过程溶解氧过高，对末端和内回流位置产生影响，可以通过空气管阀门合理控制，同时用便携式溶解氧仪表检测好氧池各位置溶解氧，一般过程溶解氧最好控制在2mg/L以下，可以有间隔波动。

1.短程硝化反硝化原理及优点

短程硝化反硝化生物脱氮就是将硝化过程控制在HNO2阶段，随后在缺氧条件下进行反硝化，也就是不完全硝化反硝化生物脱氮。短程硝化反硝化与传统硝化反硝化生物脱氮相比，具有许多优点：对于活性污泥法，可节省氧供应量约25%，降低能耗，节省反硝化所需碳源，在C/N比一定的情况下提高TN去除率，减少污泥生成量可达50%，减少投碱量，缩短反应时间，相应反应器容积减少。

2. 短程硝化反硝化的影响因素

在短程硝化和反硝化过程中，起作用的两种菌为氨氧化菌和亚硝酸氧化菌。因此，对这两种微生物的生命活动产生影响的因素都会影响整个短程硝化反硝化过程的效果。

2.1 温度

微生物的最大比增长速率与温度之间的关系可用修正的阿伦尼乌斯方程来描述：

其中μ mt 为温度为 t℃时的微生物最大比增长速率，μm20为标准温度20℃时的微生物最大比增长速率。E为反应活化能，R为气体常数。

在 20℃以下，硝化细菌的生产速率大于亚硝化细菌，亚硝化细菌产生的亚硝酸盐很容易被硝化细菌继续氧化成硝酸盐。

国内学者王淑莹做过实验表明，水温保持在30℃时水中氨氮的转化类型为短程硝化过程；当水温在20.5~24.5℃时硝化类型由短程硝化转化为全程硝化；随着温度再次升高，硝化类型又逐渐转变为短程硝化；当温度达到29~30℃时，硝化反应为稳定的亚硝酸型硝化。

但在实际中，通过加热提高污水温度会消耗大量的能源，这样，短程硝化工艺的优点将不能得到充分发挥。因此，通过控制温度实现短程硝化脱氮工艺仅适用于某些特种废水（水温在30℃左右）。

2.2 pH 值

通常条件下，亚硝化细菌和硝化细菌适宜生长的pH值范围分别是7.0~7.5 和6.5 ~7.5。在混合体系中，亚硝化细菌和硝化细菌的pH分别在8.0 和7.0 附近。因此，可根据这两种细菌适宜pH的差异来控制反应的类型和消化的产物。

国内学者王红武等通过实验对常温下生活废水短程硝化反硝化生物脱氮的研究表明：最佳短程硝化反硝化反应条件为pH值大于8.5，大于该值时会抑制硝化细菌的生长, 而不抑制亚硝化细菌的生长。

反硝化是污水处理过程中重要的一步，有时反硝化过程中可能由于各种原因而没有达到理想的效果，这个时候就需要查找原因并找出相应的解决办法。

下面为您简单介绍一下如果在污水反硝化处理效果不时好我们应该怎么处理呢？

1、温度对反硝化的影响比对其它废水生物处理过程要大些。一般，以维持20～40℃为宜。苦在气温过低的冬季，可采取增加污泥停留时间、降低负荷等措施，以保持良好的反硝化效果;

2、反硝化过程的pH值控制在7.0～8.0;

3、氧对反硝化脱氮有抑制作用。一般在反硝化反应器内溶解氧应控制在0.5mg/L以下(活性污泥法)或1mg/L以下(生物膜法);

4、当废水中含足够的有机碳源，BOD5/TN>(3～5)时，可无需外加碳源。当废水所含的碳、氮比低于这个比值时，就需另外投加有机碳。外加有机碳多采用甲醇。 考虑到甲醇对溶解氧的额外消耗，甲醇投量一般为NO3--N的3倍。此外，还可利用微生物死亡;自溶后释放出来的那部分有机碳，即"内碳源"，但这要求污泥停留时间长或负荷率低，使微生物处于生长曲线的静止期或衰亡期，因此池容相应增大。

上述的相关内容就介绍到这里了，希望对您有所帮助，了解生活污水处理中发生问题的解决方案，平时多加注意，才能提升污水处理的效果。

同步硝化反硝化原理

同步硝化反硝化是一种重要的废水处理技术，它通过微生物的代谢作用将废水中的氨氮和硝酸盐氮转化为氮气释放到大气中，从而达到净化水质的目的。这种技术在污水处理中得到了广泛的应用，下面我们就来详细了解一下同步硝化反硝化的原理。

首先，我们来介绍一下硝化反应和反硝化反应的基本过程。硝化反应是指氨氮在微生物的作用下被氧化成亚硝酸盐，然后再被氧化成硝酸盐的过程。而反硝化反应则是指硝酸盐被还原成氮气或氮氧化物的过程。这两种反应是废水处理中常见的氮素转化过程。

在同步硝化反硝化中，硝化和反硝化两种反应同时进行。这是通过控制氧气的供应来实现的。在废水处理系统中，通常会设置好氧区和缺氧区，氨氮在好氧区被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，然后在缺氧区被还原成氮气或氮氧化物。这样就实现了硝化和反硝化两种反应的同步进行。

同步硝化反硝化的原理是基于微生物的代谢特点。在好氧条件下，氨氮被氧化成亚硝酸盐和硝酸盐，而在缺氧条件下，硝酸盐被还原成氮气或氮氧化物。这种技术不仅能够高效地去除废水中的氨氮和硝酸盐氮，还能够减少化学药剂的使用，降低处理成本。

此外，同步硝化反硝化还具有一定的适用性。它适用于有机负荷较高、氨氮负荷较高的废水处理系统，能够有效地提高氮素的去除效率。而且，同步硝化反硝化技术还能够适应废水水质和流量的波动，具有一定的抗冲击负荷能力。

总的来说，同步硝化反硝化是一种高效、经济的废水处理技术，它通过控制好氧和缺氧条件下微生物的代谢过程，实现了氨氮和硝酸盐氮的同步转化，达到了净化水质的目的。这种技术不仅能够高效去除氮污染物，还能够降低处理成本，具有一定的适用性和稳定性。因此，在废水处理领域具有广阔的应用前景。