《低溶氧短程硝化、反硝化在污水處理工藝中的應(yīng)用》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《低溶氧短程硝化、反硝化在污水處理工藝中的應(yīng)用（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 低溶氧短程硝化、反硝化在污水處理工藝中的應(yīng)用 【摘要】本文闡述了傳統(tǒng)硝化反硝化脫氮過程，并介紹了短程硝化反硝化生物脫氮機(jī)理及過程實(shí)現(xiàn)的工藝控制措施，就短程硝化反硝化脫氮的在污水處理中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了闡述，希望能夠?qū)υ擁?xiàng)應(yīng)用的探索與研究形成推廣和借鑒。 【關(guān)鍵詞】短程硝化反硝化；生物脫氮 傳統(tǒng)的生物脫氮技術(shù)認(rèn)為要完全去除水中的氨態(tài)氮就 必須要經(jīng)過完整的硝化與反硝化過程。而大量研究表明，好 氧硝化菌和兼性厭氧反硝化菌是可以在同一個(gè)反應(yīng)器里共 同起作用的。因?yàn)樵谡w和每一單元填料表

2、面所附著的生物 膜上都存在基質(zhì)和溶解氧的濃度梯度分布，這就為各種生態(tài) 類型的微生物在生物膜內(nèi)不同部位占據(jù)優(yōu)勢(shì)生態(tài)位提供了 條件。而且短程硝化反硝化脫氮比傳統(tǒng)的脫氮技術(shù)具有更多 的優(yōu)點(diǎn)。 1 傳統(tǒng)硝化反硝化脫氮機(jī)理 1.1 硝化反應(yīng) 包括兩個(gè)步驟：第一步為亞硝化過程，是將 NH4+ 氧化 成 NO2- ；第二步為硝化過程，由硝酸菌將亞硝酸鹽進(jìn)一步氧化為 NO3- ，亞硝酸菌和硝酸菌統(tǒng)稱為硝化菌，都利用無 機(jī)碳化合物如 CO32- 、 HCO3- 和 CO2 作為碳源，從 NH3 、 N

3、H4+ 或 NO2- 的氧化反應(yīng)中獲取能量。當(dāng)硝酸菌受到抑制的 時(shí)候，將會(huì)出現(xiàn) NO2- 的積累。很顯然，在傳統(tǒng)的硝化 -反硝 化脫氮過程中，在反硝化菌的作用下，反硝化過程既可從硝 酸鹽開始，也可以從亞硝酸鹽開始。 但由 NO2- 轉(zhuǎn)化為 NO3- ， 然后由 NO3- 再轉(zhuǎn)化為 NO2- 的重復(fù)轉(zhuǎn)化過程中，要消耗更多 的溶解氧和有機(jī)碳源。 1.2 反硝化反應(yīng) 主要過程是在缺氧的條件下，將硝化過程中產(chǎn)生的亞硝 酸鹽和硝酸鹽還原成氣態(tài)氮。反硝化過程中亞硝酸鹽和硝酸 鹽的轉(zhuǎn)化是通過反硝化細(xì)菌的同化作用和異化作用來

4、完成 的。異化作用就是將 NO2- 和 NO3- 還原為 NO 、N2O 、N2 等氣體物質(zhì)，主要是 N2 。而同化作用是反硝化菌將 NO2- 和 NO3- 還原成為 NH3-N ，供新細(xì)胞合成使用。 2 短程硝化反硝化機(jī)理 短程硝化反硝化生物脫氮也可稱為亞硝酸型生物脫氮， 它是通過控制特殊的環(huán)境條件抑制硝酸菌的生長(zhǎng)，使系統(tǒng)中 的亞硝酸菌成為優(yōu)勢(shì)菌種，形成 NO2- 的積累，阻止亞硝酸 的進(jìn)一步硝化，然后直接進(jìn)行反硝化，形成 NH4+ → NO2- → N2 的脫氮過程。 其中反硝化菌直接以 NO2--N 為最終受氫體

5、 進(jìn)行反硝化脫氮的過程。 3 短程硝化反硝化過程實(shí)現(xiàn)的控制因素 3.1 溫度 生物硝化反應(yīng)在 4～ 45℃內(nèi)均可進(jìn)行，適宜溫度為 20～ 35℃，一般低于 15℃硝化速率降低， 并且低溫對(duì)硝化產(chǎn)物及 兩類硝化菌活性影響也不同。 12～14℃下活性污泥中硝酸菌 活性受到嚴(yán)重抑制，出現(xiàn)亞硝酸積累。 15～30℃范圍內(nèi)，硝 化過程中形成的亞硝酸可完全被氧化成硝酸。 溫度超過 30℃ 后又會(huì)出現(xiàn) HNO2 積累。 3.2 DO 濃度 亞硝酸菌和硝酸菌均是嚴(yán)格好氧菌，在生物膜和活性污

6、泥反應(yīng)器中當(dāng)膜的厚度和活性污泥的尺度較大時(shí)，形成氧擴(kuò)散梯度。因此，在活性污泥法和生物硝化系統(tǒng)中，盡管混合液中的溶解氧濃度可能較高，但絮體或生物膜內(nèi)部溶解氧的濃度由于擴(kuò)散受阻，可能已達(dá)到限制其增長(zhǎng)和硝化濃度。因此，在實(shí)際的硝化系統(tǒng)中，需要維持的溶解氧濃度應(yīng)由反應(yīng)器內(nèi)形成的絮體大小、生物膜的厚度以及相應(yīng)的混合強(qiáng)度來決定。絮體越大或生物膜越厚，混合強(qiáng)度越小，則擴(kuò)散能力越差，相應(yīng)的混合液所需維持的溶解氧濃度就必須越高，否則硝化過程將受到抑制。在通常情況下，多數(shù)研究者建議， 在活性污泥法中要維持正常的硝化效果，一般至少應(yīng)使 DO 在 0.5mg/l 以上，否則硝化作用會(huì)受到抑制。

7、 3.3 ph 值 隨著硝化的進(jìn)行，硝化過程產(chǎn)生的酸使廢水 pH 不斷降 低。亞硝酸菌要求的最適  pH  在  7.0～8.5  之間，硝酸菌為  6.0～ 7.5。反應(yīng)器中  pH  低于  7，則整個(gè)硝化反應(yīng)會(huì)受到抑制。  PH 升高到 8 以上，則 HNO2 濃度升高，硝化產(chǎn)物中亞硝酸比例 增加，出現(xiàn) HNO2 積累。 3.4 游離氨 游離氨對(duì)硝

8、酸菌和亞硝酸菌的抑制濃度分別 0.1mg/l ～ 1.0 mg/l 和 10mg/l ～150mg/l 。當(dāng)游離氨的濃度介于兩者之間 時(shí)，亞硝酸菌能夠正常增殖和氧化，硝酸菌被抑制，發(fā)生亞 硝酸的積累。 3.5 有毒物質(zhì) 有毒物質(zhì)一般是指酚、氰及重金屬離子等，主要存在于 工業(yè)廢水中，由于硝酸菌對(duì)環(huán)境較為敏感，廢水中的毒性物 質(zhì)對(duì)亞硝酸鹽氧化過程有明顯的抑制作用。相對(duì)于亞硝酸 菌，硝酸菌對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性慢，因而在接觸有害物質(zhì)的初期 會(huì)受到抑制，出現(xiàn)亞硝酸積累。但是毒性物質(zhì)由于對(duì)人體和 環(huán)境的有害性，不

9、適合投加到水中。 3.6 泥齡 亞硝酸菌的世代周期比硝酸菌的世代周期短，因此可以 通過縮短水力停留時(shí)間，使泥齡介于亞硝酸菌和硝酸菌的最 小停留時(shí)間之間，系統(tǒng)中硝酸菌就會(huì)逐漸被沖洗掉，亞硝酸 菌成為系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)菌，從而形成亞硝酸型硝化。 4 短程硝化反硝化在污水處理廠中的應(yīng)用 石嘴山市第一污水處理廠通過調(diào)試、研究、運(yùn)行，成功 實(shí)現(xiàn)了低溶氧短程硝化、反硝化在倒置 A2O 工藝中的應(yīng)用。 污水處理廠采用短程硝化、反硝化生物脫氮技術(shù)，將氨氮氧化控制在亞硝酸鹽氮階段，阻止亞硝酸鹽氮進(jìn)一步氧化生成硝酸鹽氮

10、，此處理過程將大大縮短硝化反硝化時(shí)間，同時(shí)亞 硝酸菌氧飽和常數(shù)為 0.2-0.4mg/L ，通過長(zhǎng)期維持較低濃度溶 解氧，不但降低了能耗，還能有效、穩(wěn)定的獲得亞硝酸鹽的 積累，從而來實(shí)現(xiàn)良好的短程硝化效果，為脫氮奠定了良好 的基礎(chǔ)。好氧段溶解氧控制在 0.5mg/l 以下，羅茨鼓風(fēng)機(jī)頻率控制在 40-45Hz 之間，平均為 43Hz，功率為 113kw 。短程硝化反硝化脫氮技術(shù)與傳統(tǒng)生物脫氮相比，工藝操作、反應(yīng) 器構(gòu)造、運(yùn)行費(fèi)用等都具有很大的優(yōu)越性。 并且有降低能耗、節(jié)省碳源、污泥產(chǎn)量少等特點(diǎn)，且對(duì)于含氨較高和碳源不足 的廢水具有很大

11、的應(yīng)用價(jià)值。石嘴山市第一污水廠短程硝化反硝化工藝的正常運(yùn)行對(duì)減少該市水污染及提升該市節(jié)能減排水平發(fā)揮了積極作用。 參考文獻(xiàn) [1] 伊學(xué)農(nóng)，宋桃莉，周偉博 .污水處理廠技術(shù)與工藝管理（第二版） [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社， 2015.1 [2] 陳 ?B.城鎮(zhèn)污水處理及再生利用工藝分析與評(píng)價(jià)[M]. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2012.3 [3] 楊淑萍 .污水處理廠運(yùn)行溫度對(duì)污水處理效果的影響 [J]. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技， 2012 年 10 期 [4] 馬瑞菊 .新型污水處理設(shè)施與傳統(tǒng)污水處理設(shè)施在工 程中的應(yīng)用比較 [J]. 城市建設(shè)理論研究， 2012 年 11 期 作者簡(jiǎn)介：王春育（ 1977.02-），女，漢族，本科，寧夏 石嘴山市大武口人，給排水工程師，研究方向：城市給排水 管道設(shè)計(jì)與施工管理和污水工藝研究。