污水脫氮的原理以及工藝

污水脫氮的原理以及工藝1.前言 2.原理 3.主要工藝 2 23.1.1.A2O法 2 2 3 33.3.新型工藝 43.3.1.MBBR膜法 4 4 5 6 7 71.前言氮元素的大量排放會(huì)造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化，因此我國(guó)將總氮作為評(píng)價(jià)污水處理廠處理效果的重要考核指標(biāo)之一。目前污水處理以生物脫氮為主，其脫氮原理為經(jīng)過(guò)好氧硝化，缺氧反硝化，將污水中的氮元素轉(zhuǎn)化為無(wú)害的氮?dú)狻?.原理總氮是指可溶性及懸浮物顆粒中的含氮量，包括NO3-,NO2-和NH4+等無(wú)機(jī)氮和氨基酸、蛋白質(zhì)和有機(jī)胺等有機(jī)氮。生物脫氮首先是在厭氧環(huán)境內(nèi)，通過(guò)氨化作用將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮，這一過(guò)程稱為氨化過(guò)程，氨化過(guò)程很容易進(jìn)行，在一般無(wú)數(shù)處理設(shè)施中均能完成；然后在好氧環(huán)境內(nèi)，通過(guò)硝化作用，將氨氮轉(zhuǎn)化為硝態(tài)氮；隨后在缺氧環(huán)境內(nèi)，通過(guò)反硝化作用，將硝態(tài)氮轉(zhuǎn)化為氨氣，從水中逸第2頁(yè)共7頁(yè)3.主要工藝濾池、生物接觸氧化池、生物轉(zhuǎn)盤等),對(duì)污水中的氮都有良好的去除效果，A2O法即厭氧一缺氧一好氧活性污泥法。污在厭氧、缺氧、好氧交替運(yùn)行的條件下，可抑制絲狀菌脹，SVI一般小于100,有利于處理后的污水與污泥分離，厭氧和缺氧段在運(yùn)氧化溝又稱連續(xù)循環(huán)反應(yīng)器，是20世紀(jì)50年代由荷蘭的公共衛(wèi)生所第3頁(yè)共7頁(yè)3)推動(dòng)水流以一定的流速(不低于0.25m/s)沿池第4頁(yè)共7頁(yè)量小，僅適用于處理水量小的污水處理廠。MBBR工藝是基于生物濾池和生物流化床工藝發(fā)展起來(lái)的，在同時(shí)發(fā)揮生物膜法和活性污泥法的優(yōu)勢(shì)下，克服了生物膜法常遇到的填料堵塞和反沖洗的高能耗，還克服了活性污泥法的污泥流失等問題，使其生物處理效果更為有MBBR載體使用聚合高分子材料制成，高分子材料中融合多種有利于微生物快速附著生長(zhǎng)的微量元素，經(jīng)過(guò)特殊工藝改性、構(gòu)造而成，具有比表面積大、親水性好、生物活性高、掛膜快、處理效果好、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。微生物可大量附著在MBBR載體上，使生化處理系統(tǒng)在污泥濃度不變的情況下生物量得到成倍的提高。系統(tǒng)的處理能力和效率也因此得到相應(yīng)的提高，強(qiáng)化了對(duì)不同水質(zhì)的抗沖擊性。當(dāng)附著在MBBR載體上的生物膜達(dá)到一定的厚度時(shí)，生物膜形成溶氧梯度，使得在好氧池內(nèi)載體的內(nèi)部仍存在缺氧區(qū)域，使反硝化菌能在載體內(nèi)部進(jìn)行反硝化作用，即同步硝化反硝化?？梢杂行Ч?jié)省碳源，使其能在較低的碳氮比的情況下仍能有良好的脫氮能力。MBBR載體密度均小于1,在掛膜之后密度與水相近，能在水體中呈懸浮狀態(tài)。在實(shí)際操作中，使用曝氣+攪拌使載體在水體中呈流化狀態(tài)，形成氣-液-固三相流化，強(qiáng)化了氣、液相和載體之間的接觸，大大提高了對(duì)氧氣的利用效率，有效降低曝氣量和能耗。MBBR工藝只需在原有生化工藝上按比例投加載體，和設(shè)置載體格柵，無(wú)需大量的基建即可起到強(qiáng)化脫氮能力的作用，大大節(jié)省了投資成本。在污水廠的提標(biāo)改造方面有良好的發(fā)展前景。傳統(tǒng)的脫氮工藝是將NH4+氧化成NO2-,再氧化成NO3-;起作用的分別是亞硝酸菌和硝酸菌，統(tǒng)稱為硝化菌，可得如下結(jié)論：亞硝化過(guò)程產(chǎn)生的能量比硝化過(guò)程產(chǎn)生的能量多，因而前者反應(yīng)速率較后者快；亞硝化過(guò)程中產(chǎn)生大量的H+,使系統(tǒng)pH值降低，而硝化過(guò)程對(duì)系統(tǒng)的第5頁(yè)共7頁(yè)亞硝酸菌和硝酸菌的生理特性大致相似，但前快，因此較能適應(yīng)沖擊負(fù)荷和不利的環(huán)境條件。NO2-轉(zhuǎn)化為NO3-,然后由NO3-再轉(zhuǎn)化為NO2-的重復(fù)轉(zhuǎn)化過(guò)程中，要消耗更多的溶解氧和有機(jī)碳源。如果在實(shí)際過(guò)程中，控制這一轉(zhuǎn)化過(guò)程，使NH4節(jié)能：硝化階段，供氧量節(jié)省近25%,降低能耗；節(jié)約外加碳源：從NO2-到N2要比從NO3-到N2的反硝化過(guò)程中，減少40%的有機(jī)碳源；化速率均比NO2-的氧化速率和NO3-的反硝化速率快，因此水力停留時(shí)間可以可減少剩余污泥產(chǎn)量：亞硝酸菌表觀產(chǎn)率系數(shù)為0.04~0.13gVSS/gN,硝酸菌的表觀產(chǎn)率系數(shù)為0.02~0.07gVSS/gN,NO2-反硝化菌和NO3-反硝化菌的表觀產(chǎn)率系數(shù)分別為0.345gVSS/gN和0.765gVSS/gN,因此短程硝化反硝化過(guò)程中可以減少產(chǎn)泥24~33%,在反硝化過(guò)程中可少產(chǎn)泥50%。厭氧氨氧化作用即在厭氧條件下由厭氧氨氧化第6頁(yè)共7頁(yè)由于氨直接作反硝化反應(yīng)的電子供體，可免去外源有機(jī)物(甲醇),既可節(jié)曝氣生物濾池是90年代初興起的污水處理新工藝，已在歐美和日本等發(fā)后續(xù)沉淀池(二沉池),其容積負(fù)荷、水力負(fù)荷大，水力停留時(shí)間短，所需基建第7頁(yè)共7頁(yè)城市污水、小區(qū)生活污水、生活雜排水和食品加工“STCC污水處理及深度凈化技術(shù)”是一種新型的多種介質(zhì)填料生物濾池技術(shù)”,該技術(shù)在"