废水生物脱氮技术探讨
- 格式:pdf
- 大小:439.07 KB
- 文档页数:5
焦化废水生物脱氮处理工艺技术研究[摘要]焦化废水具有非常复杂的成分,其中的污染物都是毒性非常强的和难降解的,会持续破坏和影响环境和生态系统,因此,必须对其进行有效的处理。
本文介绍了焦化废水的生物脱氮处理技术,包括a/o、sbr、a2/o等工艺技术。
[关键词]焦化废水;难降解;生物脱氮;联用技术中图分类号:tq 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)11-0025-011 前言焦化废水生化处理包括废水预处理、废水生物处理、废水后处理、污泥处理、系统检测与控制及分析化验等。
其中废水生物处理又有脱酚氰处理和生物脱氮处理两种工艺,前者主要以去除水中的酚氰及cod类物质为目的,后者除兼有前者的功能外,还要去除废水中的nh3-n。
近年来,焦化废水生物脱氮处理技术发展迅速,引起了国内外学者的广泛关注[2]。
2 焦化废水的生物脱氮处理工艺技术2.1 sbr工艺技术1914年,由于发现了将空气吹入污水中能获得好的处理效果现象而发明的活性污泥法,称为序列间歇式活性污泥法(称sbr法)。
与传统污水处理工艺不同,sbr技术采用时间分割的操作方式替代空间分割的操作方式,非稳定生化反应替代稳态生化反应,静置理想沉淀替代传统的动态沉淀。
它的主要特征是在运行上的有序和间歇操作,sbr技术的核心是sbr反应池,该池集均化、初沉、生物降解、二沉等功能于一池,无污泥回流系统。
mara?ón e等利用sbr技术开展了焦化废水处理研究,研究结果表明:焦化废水通过sbr生物处理后,水力停留时间为115h时,cod的去除率为85%。
流出物的终浓度分别为:206mgcod/l和78mgn-nh4+/l。
李玉瑛和李冰使用厌氧sbr处理焦化废水,研究结果表明:添加微量元素对厌氧反应器处理焦化废水具有积极的作用,但过多或过少,都会产生负面影响。
同时,添加微量元素将加大污水处理的成本。
因此,有必要测定微量元素的最佳添加量。
城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展随着城市人口的不断增加和工业化进程的加速推进,城市污水处理成为一项重要而紧迫的任务。
污水中的氮和磷元素是造成水体富营养化的主要原因之一,对水环境造成严重的影响。
因此,开展高效的生物脱氮除磷技术研究对于改善城市水环境具有重要意义。
生物脱氮除磷技术是指利用微生物代谢能力来降解废水中的氮和磷元素,达到净化水体的目的。
传统的生物脱氮除磷技术主要是通过厌氧—好氧(A/O)法和接触氧化法(AO)等方法来实现。
然而,传统的方法存在着处理效率低、投资高、运营成本高、工艺复杂等问题。
因此,人们开始探索新型生物脱氮除磷技术。
在新型生物脱氮除磷技术中,脱氮的主要措施包括硝化反硝化、自养生物脱氮和氮气硝化等方法,而除磷的主要方式有生物吸附、化学沉淀和生物沉淀等方法。
这些新技术不仅能够提高处理效率,还能够降低投资和运营成本,同时减少对环境的污染。
硝化反硝化是一种利用硝化细菌将氨氮转化成硝酸盐,再利用反硝化细菌将硝酸盐还原成氮气释放到空气中的技术。
该技术利用了微生物自身的特性,可以比较彻底地去除废水中的氮元素。
同时,硝化反硝化技术可以通过调节污水处理系统的运行条件来控制脱氮过程,具有较高的灵活性。
自养生物脱氮技术是一种利用具有特殊代谢功能的厌氧细菌和好氧细菌来实现脱氮的过程。
该技术通过建立良好的菌群互作关系,利用好氧细菌将氨氮转换为亚硝酸盐,再通过厌氧细菌将亚硝酸盐转换为氮气释放。
该技术操作简单,对环境适应性强,并且能够较好地适应大规模、高浓度废水的脱氮需求。
氮气硝化技术是一种利用高效菌种来实现废水中氨氮转化为硝酸盐的技术。
该技术采用了循环式的生物反应器,通过在反应器中引入特殊的气氛,创造适合菌种生长的环境,提高氨氮转化为硝酸盐的效率。
该技术具有较高的处理效率和较低的运行成本,对水体中的氮污染有较好的去除效果。
生物吸附技术是指通过特定的微生物菌膜来吸附并去除废水中的磷元素。
该技术利用微生物菌膜的特性,实现对磷元素的高效吸附,从而达到去除废水中磷的目的。
氨氮废水处理技术——生物脱氮法【格林大讲堂】生物脱氮法,传统和新开发的脱氮工艺有A/O,两段活性污泥法、强氧化好氧生物处理、短程硝化反硝化、超声吹脱处理氨氮法方法等。
武汉格林环保有完善的服务体系和配套的专业环境工程团队,秉着崇高的环保责任和义务长期维护提供免费的污水处理解决方案,是湖北省工业废水运营管理行业中的品牌。
18年来公司设计并施工了上百个交钥匙式的污水处理工程。
1、好氧反硝化近年来,好氧反硝化现象不断被发现和报道,逐渐受到人们的关注。
一些好氧反硝化菌已经被分离出来,有些可以同时进行好氧反硝化和异养硝化(如Robertson等分离、筛选出的。
所以若进行反硝化反应,必须在缺氧环境下。
这样就可以在同一个反应器中实现真正意义上的同步硝化反硝化,简化了工艺流程,节省了能量。
传统脱氮理论认为,反硝化菌为兼性厌氧菌,其呼吸链在有氧条件下以氧气为终末电子受体在缺氧条件下以硝酸根为终末电子受体。
2、两段活性污泥法能有效的去除有机物和氨氮,其中第二级处于延时曝气阶段,停留时间在36小时左右,污水浓度在2g/l以下,可以不排泥或少排泥从而降低污泥处理费用。
3、BABE工艺通过BABE池的间歇曝气运行,不仅有效地延长了处理工艺的污泥龄,并可对其进液中的氮实现充分的硝化作用,同时由于BABE池的良好消化条件,即较低的有机负荷及良好的温度控制(一般将温度控制在30℃),有效地提高了污泥中硝化菌的数量。
BABE池经间歇曝气后富含硝化菌的混合液、内回流与进水一起进入A/O工艺主流程,可实现充分的反硝化脱氮,强化了系统对氮的去处作用。
在通常的废水生物处理工艺中,其污泥经浓缩的上层液或氧化处理后脱水滤液均需返回至主体工艺进行处理。
由于污泥浓缩上层液或脱水滤液中富含氮,因而其向主体工艺的返回将增加主体工艺的处理负荷,从而影响处理出水中氮的指标。
BABE在运行过程中将以A/O方式运行的处理工艺主流程中回流污泥的一部分分流入BABE间歇曝气池,BABE所处理的对象为含有高浓度的TN的污泥浓缩上层液或污泥脱水滤液。
废水生物脱氮的过程
废水生物脱氮是一种利用微生物处理技术,将废水中的氮污染物转化为无害的氮气,从而实现废水中氮的去除和减少的过程。
以下是废水生物脱氮的具体过程:氨化反应:在氨化菌的作用下,废水中的有机氮被分解转化为氨态氮。
这个过程是通过硝化反应完成的,通常需要好氧条件。
硝化反应:在硝化菌的作用下,氨态氮被氧化为硝酸盐。
这个过程包括两个阶段,即亚硝化反应和硝化反应。
在亚硝化反应阶段,氨态氮被氧化为亚硝酸盐;在硝化反应阶段,亚硝酸盐被进一步氧化为硝酸盐。
硝化反应需要好氧条件,且对pH值有较高的要求。
反硝化反应:在反硝化菌的作用下,硝酸盐或亚硝酸盐被还原为氮气。
这个过程需要在缺氧条件下进行,可以通过添加碳源(如甲醇)提供电子供体。
反硝化反应可以去除废水中的氮污染物,同时产生的氮气可以排出系统,从而达到脱氮的目的。
废水生物脱氮技术具有去除效率高、处理成本低、污泥产量少等优点,因此在污水处理领域得到了广泛应用。
然而,在实际应用中仍存在一些问题,如反应条件控制、微生物种群调控、碳源需求等,需要进一步研究和改进。
总之,废水生物脱氮是一个复杂的生物化学过程,需要微生物的协同作用来完成。
通过不断的研究和改进,可以进一步提高废水脱氮效率,为环境保护和可持续发展做出更大的贡献。
污水处理工艺脱氮标题:污水处理工艺脱氮引言概述:污水处理工艺中的脱氮是一项重要的环保工作,通过脱氮可以有效减少氮污染物对环境的危害。
本文将从脱氮的原理、常见脱氮工艺、脱氮设备、脱氮效果和未来发展方向五个方面进行详细介绍。
一、脱氮原理1.1 生物脱氮:利用微生物将氨氮、硝态氮转化为氮气释放到大气中。
1.2 化学脱氮:通过添加化学试剂如硫酸铁、硫酸铜等将氨氮转化为氮气。
1.3 物理脱氮:利用物理方法如气体吹扫、膜分离等将氨氮去除。
二、常见脱氮工艺2.1 生物脱氮工艺:包括AO法、SBR法、MBR法等。
2.2 化学脱氮工艺:包括硝化-硝化法、硝化-还原法等。
2.3 物理脱氮工艺:包括气体吹扫法、膜分离法等。
三、脱氮设备3.1 生物脱氮设备:包括生物滤池、生物接触氧化池等。
3.2 化学脱氮设备:包括硝化槽、还原槽等。
3.3 物理脱氮设备:包括气体吹扫装置、膜分离设备等。
四、脱氮效果4.1 生物脱氮效果:能够高效降解氮污染物,减少对环境的影响。
4.2 化学脱氮效果:脱氮效果稳定,适合于高氮废水处理。
4.3 物理脱氮效果:操作简单,能够快速去除氮污染物。
五、未来发展方向5.1 高效节能:研究开辟更加高效节能的脱氮工艺和设备。
5.2 综合利用:探索氮资源的综合利用,实现资源循环利用。
5.3 智能化管理:引入智能化管理技术,提高脱氮工艺的运行效率和稳定性。
总结:污水处理工艺中的脱氮是一项重要的环保工作,通过不同的脱氮工艺和设备可以有效减少氮污染物的排放,为环境保护做出贡献。
未来,随着技术的不断发展,脱氮工艺将更加高效、智能化,为环境保护事业带来更大的效益。
污水处理中生物脱氮技术的使用教程污水处理是一项非常重要的环境保护工作,它涉及到水资源的保护和再利用。
在污水处理过程中,脱氮是一个必要的步骤,以减少氮污染物的排放。
而生物脱氮技术是一种常用且有效的脱氮方法。
本文将以教程的形式介绍污水处理中生物脱氮技术的使用方法,帮助读者了解和应用该技术。
一、生物脱氮技术的原理生物脱氮技术是通过利用特定细菌对水体中的氮污染物进行吸收和转化,从而实现氮的去除。
这项技术主要包括两个过程:硝化和反硝化。
硝化是指将氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程,其中亚硝酸盐和硝酸盐是水质中重要的氮氧化物。
反硝化是指将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气释放到大气中的过程。
二、生物脱氮技术的操作步骤1. 建立合适的生物脱氮系统:选择适当的处理装置,如生物反应器(Bio-reactor),以确保有利于生物脱氮菌群的生长和繁殖。
2. 适当添加营养物质:为了保证生物脱氮菌群的生长,需要添加适当的营养物质,如硝酸盐和亚硝酸盐。
3. 控制好环境条件:维持适宜的温度、pH 值和氧气浓度,以优化生物脱氮反应的进行。
4. 提供适量的有机碳源:有机碳是生物脱氮菌群进行反硝化过程所需的能量供应,可以通过添加废水中的有机物来提供有机碳源。
5. 监测关键指标:定期监测关键指标,如亚硝酸盐、硝酸盐和氮气的浓度,以保证生物脱氮系统的有效运行。
三、常见问题及解决方法1. 生物脱氮效果不佳:这可能是由于生物脱氮菌群的失活,可以通过重新接种新的活性菌群来解决。
2. 生物脱氮过程缓慢:这可能是由于环境条件不适宜,可以调节温度、pH 值和氧气浓度来提高反应速率。
3. 水质中硝酸盐浓度过高:过高的硝酸盐浓度可能导致反硝化作用受阻,应适当减少硝酸盐的投加量。
4. 出水中氮气浓度过高:过高的氮气浓度可能意味着生物脱氮反应不完全,需要增加有机碳的供应来提高反硝化效果。
四、生物脱氮技术的应用领域生物脱氮技术广泛应用于城市污水处理厂、工业废水处理厂、农田灌溉等领域。
Feammox_一种新型自养生物脱氮技术氮是生物体正常生长和代谢过程中不行或缺的元素,但过量的氮会对生态环境造成灾难性的影响。
当前主流的氮污染治理技术主要包括物理法、化学法和生物法。
相比之下,生物法因其高效、环保、经济等优势而备受关注。
然而,传统的生物法脱氮技术主要依靠于厌氧反硝化过程,其主要产物是有毒的氨和温室气体亚氮氧化物(N2O)。
与此相比,Feammox技术在脱氮过程中完全防止了亚氮氧化物的生成,可视为一种分外可行的环境友好型脱氮技术。
Feammox又被称为氨氧化短氮链微生物自养脱氨技术,其主要是指在自然环境中发现的一类能够利用铁(Fe)代替氧(O2)进行氨氧化的微生物。
这些微生物属于硝化脱氮微生物的一种,可以实现硝化和反硝化过程的同时进行,高效地将氨转化为无害的氮气(N2),从而达到脱氮的目标。
相对于传统的厌氧反硝化过程,Feammox技术不仅能够防止产生有毒产物,还能够提升脱氮效率,从而降低处理成本。
Feammox技术在自然环境中发现的微生物种类较多,其中主要包括嗜铁菌和硝化颗粒等。
这些微生物屡屡存在于含铁的环境中,如沉积物、土壤和水体等。
科学家们通过在试验室中模拟自然环境,成功培育出了一些Feammox微生物种类,并探究了其脱氮机理和应用潜力。
探究发现,Feammox微生物的脱氮能力与环境中的铁含量密切相关。
适当增加环境中的铁含量能够增加Feammox微生物的活性和脱氮效率,进一步提高这种新型脱氮技术的应用性能。
Feammox技术的应用潜力巨大。
目前,已经有探究团队开始在废水处理领域中应用Feammox技术,实现了高效率的脱氮。
相比传统的氮污染治理技术,Feammox技术具有操作简易、投资成本低等优势。
此外,Feammox技术还可以在农业领域中应用,对农田的氮循环进行调控,实现农业生产的可持续进步。
尽管Feammox技术在氮污染治理领域中呈现出了巨大的潜力,但目前对其了解还不够深度。
生物脱氮除磷工艺及研究随着水体富营养化问题的日渐突出,污水综合排放标准日趋严格,污水处理技术逐渐从以单一去除有机物为目的的阶段进入既要去除有机物又要脱氮除磷的深度处理阶段。
生物脱氮除磷技术是经济' 高效的脱氮除磷技术,在污水处理领域已得到广泛的应用。
1反硝化除磷机理生物脱氮除磷主要是利用反硝化达到除磷的目的。
生物脱氮除磷是在厌氧/缺氧环境的交替运行的条件下,易富集一类兼有反硝化作用和除磷作用的兼性厌氧微生物,该微生物能利用氧气或硝酸根作为电子受体,通过他们的代谢作用同时完成过量吸磷和反硝化过程而达到除磷脱氮的目的。
对于反硝化除磷现象研究者们提出了两种假说来进行解释:(1) 两类菌属学说,即生物除磷系统中的聚磷菌(PAO)可分为两类菌属,其中一类PAO只能一氧气作为电子受体,而另一类则既能以氧气又能以硝酸盐作为电子受体,因此他们在吸磷的同时能进行反硝化;(2) 一类菌属学说,即在生物除磷系统中只存在一类PAQ他们在一定的程度上都具有反硝化能力,该能力能否表现出来关键在于厌氧/缺氧这种交替运行的环境条件是否得到了强化。
而J.Y.Hu等通过试验发现厌氧/缺氧SBR系统中存在一类能以氧气'硝态氮' 和亚硝态氮作为电子受体的聚磷微生物,因此他将厌氧/缺氧型反硝化聚磷污泥系统的两类微生物的两类微生物菌属假说扩增到三类微生物菌属;第三类就是既能够以氧气和硝酸盐氮,也能以亚硝酸盐氮作为电子受体的类聚磷微生物。
通过总结可以确立的反硝化除磷机理: 反硝化除磷菌作为兼性厌氧细菌可以通过厌氧/缺氧条件的驯化培养大量富集;在缺氧条件下能产生分别或同时利用氧气,亚硝酸盐、硝酸盐作为电子受体的DPBo并且通过胞内PHB和糖原质的生物代谢作用来过量吸收磷,其代谢作用与传统PAO相似。
DPB体内包含3类内聚物:PHB糖原和聚磷颗粒。
首先在厌氧条件下,DPBS过厌氧释放磷获取能量体内合成PHB在缺氧条件下DPB可利用3种物质作为电子受体完成磷的摄取,同时完成反硝化过程,PHB 消耗和聚磷颗粒的生长同时进行。
《SBR工艺生物脱氮及外加碳源效果研究》篇一一、引言随着工业的快速发展和城市化进程的加速,水体富营养化问题日益严重,其中氮污染成为了一个亟待解决的问题。
SBR (Sequencing Batch Reactor,序批式生物反应器)工艺作为一种有效的污水处理技术,具有操作灵活、节能等优点,在生物脱氮领域得到了广泛应用。
然而,SBR工艺在处理高氮废水时,常常需要外加碳源以提高生物脱氮效果。
因此,本研究旨在探讨SBR 工艺生物脱氮的机理及外加碳源对脱氮效果的影响。
二、SBR工艺生物脱氮机理SBR工艺是一种间歇运行的生物反应器,通过周期性的进水、反应、沉淀、排水和闲置等步骤实现污水的生物处理。
在生物脱氮过程中,SBR工艺主要通过氨化、硝化和反硝化等过程实现氮的去除。
氨化过程是将有机氮转化为氨态氮,这一过程主要由氨化菌完成。
硝化过程则是将氨态氮转化为硝酸盐氮,由亚硝酸盐菌和硝酸盐菌共同完成。
反硝化过程则是将硝酸盐氮还原为氮气,从而实现脱氮的目的。
三、外加碳源对SBR工艺生物脱氮效果的影响为了进一步提高SBR工艺的生物脱氮效果,通常需要外加碳源。
外加碳源可以为反硝化过程提供必要的电子受体,促进反硝化菌的生长和活性,从而提高脱氮效率。
实验结果表明,适当的外加碳源可以显著提高SBR工艺的生物脱氮效果。
在外加碳源的情况下,反硝化速率加快,硝酸盐氮的去除率明显提高。
此外,外加碳源还可以改善污泥的活性,提高污泥的沉降性能和脱水性能。
四、外加碳源种类及投加方式的选择外加碳源的种类和投加方式对SBR工艺的生物脱氮效果有着重要的影响。
常用的外加碳源包括甲醇、乙酸、葡萄糖等。
不同种类的碳源对反硝化菌的生长和活性有着不同的影响。
此外,碳源的投加方式(如连续投加、间歇投加等)也会影响生物脱氮效果。
实验结果表明,选择合适的碳源种类和投加方式可以进一步提高SBR工艺的生物脱氮效果。
例如,某些碳源可能具有较高的能量密度,有利于反硝化菌的生长;而间歇投加碳源可以避免过度投加或投加不足的问题,从而保证生物脱氮效果的稳定。
废水(焦化)生物脱氮技术及工艺评述——焦化废水生物脱氮工艺评述(3)作者:叶振中1.概述焦化废水生物脱氮的A/O、A-A/O工艺较成熟,在我国的焦化行业已得到广泛的应用,如工艺参数设计合理,工艺条件控制适当,可取得较好的脱氮效果,是目前工程设计中优先考虑的脱氮工艺。
后者是前者的改进型工艺,是在A/O系统缺氧池之前加一个厌氧池,可起到酸化水解的作用,有利于大分子多环类化合物链或环的断裂,从而提高废水的生物降解物性,因此A-A/O工艺的处理效果要优于A/O 工艺。
但A-A/O工艺的水力停留时间长,基建投资相应也要高一些,并且焦化厂生物脱氮装置大多是在原有的基础上改扩建而成,废水处理场地有时会受到限制,所以在工艺选取上应结合实际情况及水处理要求综合考虑。
2.A/O工艺(1)工艺流程缺氧-好氧生物处理系统A/O工艺,它是随着废水脱氮要求的提出而出现的。
A/O工艺所完成的生物脱氮机理主要由硝化和反硝化两个生化过程组成。
废水首先在好氧反应器中进行硝化,使含氮有机物被细菌分解成氨,然后在亚硝化菌的作用下氨进一步转化为亚硝酸盐氮(NO- 2 –N),再经硝化菌作用转化为硝酸盐氮(NO- 3 –N)。
硝酸盐氮进入缺氧或厌氧反应器后,经过反硝化作用,利用废水中原有的有机物,进行无氧呼吸,分解有机物,同时将硝酸盐氮还原为气态氮(N2)。
A/O工艺不但能取得比较满意的脱氮效果,同时可取得较高的COD和BOD去除率。
依据硝化-反硝化的脱氮机理,诞生了多种组合形式的A/O型处理工艺。
单级A/O工艺是指用一个缺氧反应器和另一个好氧反应器组成的联合系统,从好氧反应器出来的部分混合液靠回流泵返回到缺氧反应器进水端,另一部分进入二沉池分离活性污泥后,上清液作为处理出水排放。
A/O工艺的流程如图1所示。
图1 厌氧-好氧生物脱氮流程示意图活性污泥法所构成的A/O系统,一般是由缺氧区和好氧区组成。
其中好氧区的设计和操作运行参数与常规曝气池基本相同,设有曝气装置以维持足够的供氧量,而原水是从缺氧区进入,并与好氧区返回的硝化液混合,原水中的有机碳基质正好成为反硝化的碳源而被利用。
第35卷第6期 2010年6月 环境科学与管理
日 偶0NM瞳NIlAL SCⅡNCE AND M[ANAGEMENT V 35 Nn6
June2010
文章编号:1674—6139{2010)06—0070—05
废水生物脱氮技术探讨 张景骞 ,张淑芳 (1.海林市环境监察大队,黑龙江海林157100;2.海林市环境监测站,黑龙江海林157100)
摘要:随着人们生活水平的日益提高,所排放的氮化合物对水质的影响越来越大。中国“十二五”期问也将增 加氮化合物的削减任务,所以废水生物脱氮技术也就成了日后水污染治理的焦点问题,目前国内外研究的热点 主要集中在如何改进传统的硝化一反硝化工艺,提出了适合低碳高氨氮废水生物脱氮的新工艺。通过综述传 统生物脱氮原理及工艺,短程硝化一反硝化脱氮技术和同步硝化一反硝化技术,对各种废水生物脱氮工艺进行 了探讨。 关键词:脱氮;短程硝化;同步硝化 中圈分类号:X703.1 文献标识码:A
Biological Denitrification of Wastewater Technology Zhang Jingqian ,Zhang Shufang (1.Haihn Environmental Supervisory Deparment,Hailin 157100,China; 2.Hailin Environmental Monitoring Station,Hailin 157100,China)
Abstract:As people’S living standard rising,the emissions of nitrogen compounds increasing impact on water quality,our country,“Shier Wu”period will also increase the reduction of nitrogen compounds task,wastewater biological nitrogen removal technology has become of the future the focus of water pollution problems,the reF ̄arch hotspot at home and abroad focused on how to improve the traditional nitrification——denitrification process was proposed for low——carbon high strength ammonia wastewater of new biological nitrogen removal process.Overview of biological nitrogen removal by the traditional principles and processes,nitri- fication—denitrifieation technology and simultaneous nitrification—denitrification technology.a variety of wastewater biological ni・ trogen removal process were discussed. Key words:denitrification;nitrification;simultaneous nitrification
前言 氮是维持生态系统营养物质循环的一种重要元 素,然而由于人类活动对自然生态系统中氮素循环 的干扰和破坏,使之成为引起水质恶化、生物多样性 降低和生态系统失衡的主要因素之一,已经严重地 影响了人类正常的生产生活。 对于氮素的污染控制已经受到了人们广泛的重 视。在废水脱氮技术的研发应用中,各种行之有效 的脱氮处理工艺得到了发展,构成了废水脱氮处理 的技术体系。物化法除氮以其较为宽泛的适用性在 工业废水脱氮中得到广泛发展,既而生物法脱氮以 收稿日期:2010—01—02 作者简介:张景骞(1981一),男,毕业于中国政法大学,工程师,主要 从事环境管理工作。 ・70・ 低廉的成本、运行的简便等优点受到人们的青睐。 近十几年来,国内外学者加强了对新型生物脱氮的 理论和技术的研究,涌现了一大批废水生物脱氮的 新思路、新理论和新工艺。 1 短程硝化一反硝化脱氮技术 1.1原理 短程硝化反硝化生物脱氮也可称为亚硝酸型生 物脱氮,它是通过控制特殊的环境条件抑制硝酸菌 的生长,使系统中的亚硝酸菌成为优势菌种,从而将 废水中NH —N的氧化控制在NO;阶段,形成 NO;的积累,然后反硝化菌直接以NO;一N为最终 氢受体进行反硝化脱氮的过程。 1.2技术特点 (1)短程硝化反硝化由于节省了氧化NO;一N 为NO;一N的步骤,所以提高了硝化反应速率,缩 第35卷第6期 2010年6月 张景骞等・废水生物脱氮技术探讨 VoL 35 No.6 June 2O1O
短硝化反应时间,减小反应池容积,节省基建投 资 ¨。 (2)将NH —N的氧化控制在NO:-一N阶段然 后直接进行反硝化可以节省25%的供氧量,40%左 右的有机碳源,并且在硝化过程中减少产泥24%一 33%,反硝化过程中减少产泥50%。 (3)在短程硝化反硝化脱氮方式中,虽然在脱 氮反应初期存在来自NO;一N阻碍作用的一段停 滞期,但NO;一N的还原速率仍然比NO;一N的还 原速率大。 (4)全程硝化反应中的限制因了是亚硝化单胞 菌属增长速度,其最适宜的pH值(7.8—8.8)与维 持短程硝化方式所需要的pH值范围是一致的,因 此,在短程硝化中它承受的极限污泥负荷范围要比 全程硝化大。 1.3控制途径 实现短程硝化反硝化生物脱氮技术的关键在于 控制硝化停止在HNO 阶段,阻止NO2-的进一步氧 化,而亚硝酸型硝化反应的控制一定程度上取决于 对两种硝化菌的控制,亚硝酸型细菌和硝酸细菌在 生理机制及动力学特征上存在固有的差异,导致某 些影响因素对两种硝化菌存在不同程度的抑制作 用,从而影响硝化形式。因此,实现短程脱氮的途径 就是控制能对亚硝酸盐氧化菌和氨氧化菌两种硝化 菌产生不同作用的微生物生命活动影响因素,主要 有温度、溶解氧(DO)、pH值游离氨(FA)、污泥龄 等。 1.3.1 控制温度 控制温度实现短程硝化途径的本质是利用亚硝 酸菌和硝酸菌对温度变化的敏感性不同,因此,在不 同的环境温度下表现出不同的增长速率,利用该动 力学参数的不同实现亚硝酸菌的富集,从而实现亚 硝态氮的稳定积累。 日前,对于影响短程硝化的具体温度说法不一 致。郑平等认为,温度高于2O℃,亚硝酸菌的最大 比生长速率就会超过硝酸菌,而目温度越高,相差越 大。因此,将温度控制在2Oc【=以上,就会出现亚硝 酸盐的积累。袁林江等认为,l2℃~l4℃下活性污 泥中的亚硝酸盐氧化菌活性受到严重抑制,出现 HNO2的积累;15℃~30 ̄C内,亚硝酸盐可完全被氧 化为硝酸盐;温度超过30℃时又出现HNO 的积累。 通过控制温度实现短程脱氮的典型工艺是荷兰 Delft技术大学开发的亚硝化脱氮(single reactor for high ammonium removal over nitrite,SHARON)工艺,
该工艺是在一个完全混合反应器中完成,污泥停留 时间(SRT)与水力停留时间(HRT)相等。它主要用 来处理城市污水二级处理系统中污泥消化上清液和 垃圾渗滤液等高温、高氨废水,利用高温(3O℃一 35 :)下亚硝化菌的增殖速率高于硝酸菌的生理特 征,通过控制HRT大于亚硝酸细菌的世代时间并且 小于硝酸菌的世代时间,淘汰硝酸菌,富集亚硝酸 菌,从而稳定地实现了短程硝化反硝化生物脱氮。 但是,大多数城市污水都属于低温低氨水,如果 将大量的水升温、保温在3O℃一35℃会增加污水处 理成本。因此,针对普遍的中温废水,也有人通过控 制溶解(DO)浓度、pH值及游离氨浓度等方法来实 现亚硝态氮的积累。 1.3.2控制溶解氧(DO)浓度 溶解氧浓度控制途径的具有代表性的学说是 Bernet-2 提出的基质缺乏竞争学说,该学说的理论 基础是亚硝酸菌和硝酸菌对氧的亲和力不同,假设 亚硝酸菌氧饱和常数低于硝酸菌,当DO<1.0 mg/ L(即低溶解氧状态)时,对提高亚硝酸菌的竞争力 有利。虽然亚硝酸菌和硝酸菌的增长速率都会由于 溶解氧的下降而下降,但是硝酸菌的下降要比亚硝 酸菌快(当DO为0.5 mg/L时,亚硝酸菌增值速率 为正常值的60%,而硝酸菌不超过正常值的30%), 导致亚硝酸菌的增长速率超过硝酸菌,使亚硝酸菌 成为主体,实现亚硝态氮的累积。为了证明DO作 为短程硝化控制因素的可行性,Bernet利用生物膜 反应器进行试验,结果表明,在DO<0.5mg/L的条 件下可以实现短程硝化,出水NO;一N的比例在 90%以上。 通过控制DO浓度而实现短程硝化反硝化生物 脱氮的典型工艺是比利时Gent微生物生态实验室 开发的OLAND(oxygen limited autotrophic nitrifica- tion denitriication,氧限制自养硝化反硝化)。该工艺 先在限氧条件下,将废水中的NH 氧化为NO;,然 后在厌氧条件下,将上一过程生成的NO;与剩余部 分的NH:发生ANAMMOX反应,以达到氮的去除。 工艺的关键是控制溶解氧浓度,主要是利用亚硝酸 菌和硝酸菌在低溶解氧环境下的动力学特性差异来 实现短程硝化的。 但在低溶解氧环境下,活性污泥易发生解体和 丝状菌膨胀,,而目还会影响氮以外的其他污染物去 除效果。厌氧氨氧化阶段的生物量生长非常缓慢, 因此,反应系统启动时间也比较长。 ・71・