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【干货】简捷硝化概况及影响简捷硝化的6大因素!

乐虎电子游戏官网 2020-08-17 26人浏览

由于工业化的加速,氮和磷污染问题变得越来越严重.越来越多的国家和地区制定了更严格的污水氮磷排放标准.特别地,氮的评估含量也已从单个氨氮指标发展为总氮(氨氮,硝酸氦和有机氮之和)的评估指标.近年来,提出了一些新的理论,如污水的短程硝化和反硝化脱氮.这样不仅可以提高细菌的生长速度,缩短反应过程,从而减小反应量;而且还减少了硝化曝气的量和反硝化有机物的添加量,从而降低了运营成本.因此,短程硝化已成为近年来的研究热点.

1.短程硝化机理

废水生物去除氮通常通过硝化和反硝化两个过程完成,硝化过程分为氨氧化阶段和亚硝酸盐氧化阶段.这两个阶段分别由氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)催化.第一阶段是在AOB作用下将氨氮NH4 + DN氧化为亚硝酸氮NO2DDN.第二阶段是在NOB的作用下将亚硝酸盐氮NO2DDN氧化为硝酸盐氮NO3DDN.由于硝化反应是由两种生理特性完全不同的细菌独立催化的不同反应,因此有必要通过适当的控制条件将硝化反应控制在NO2DDN阶段,以防止NO2DDN进一步氧化,然后直接氧化.进行反硝化.短程硝化和反硝化的机理.

第二,短程硝化的优点

1.随着硝化和反硝化速度的加快,反应时间缩短.

2.由于氨氧化细菌(AOB)的周期短于硝酸盐氧化细菌(NOB)的周期,因此污泥的寿命较短,这会增加反应器中微生物的浓度.

3.硝化反应器的体积可以减少8%,反硝化反应器的体积可以减少33%,可以节省建设成本.

4.硝化过程可节省约25%的氧气供应,反硝化过程可节省约40%的外部碳源(以甲醇计算),因此可节省运行成本.

5.硝化过程使污泥的产生减少了24%至33%,反硝化过程使污泥的产生减少了50%,这大大减少了污泥的排放,从而降低了污泥处理和处置的成本.

3.短程硝化过程的影响因素

AOB和NOB共同完成生物反硝化的硝化过程.AOB的真实基质是水溶液中的游离氨,而NOB的真实底物是水溶液中的游离亚硝酸.AOB和NOB的生长也受温度,pH,DO和抑制剂等因素的影响.

1.温度

氨氧化细菌和硝化细菌可在4?45°C下进行.但是,在12?14℃下,此时的温度将严重抑制活性污泥中硝化细菌的活性,并且会发生NHO2D的积累.在15?30°C下,硝化过程中形成的NO2D被完全氧化为NO3D.温度超过30°C时,会出现NO2D的积累.细菌在高温和低温下都能很好地实现亚硝酸盐的积累.

实验表明,低温还可以实现短程硝化.在低温下,亚硝酸盐氧化细菌利用氨的能力大于硝化细菌利用NO2-N的能力,导致NO2D的积累.因此,需要在高温季节启动短程硝化反应器,并缓慢冷却温度,使AOB逐渐适应低温环境,以保证氨的氧化效果.在适当的条件下实现短程硝化,同时通过实时控制种群结构稳定并优化污泥,然后在低温条件下保持短程硝化.为了解决低温的实际应用问题,还需要找到适应北方低温的氨氧化细菌菌株.

2,DO浓度

控制DO以实现短程硝化是将这种技术应用于实践的理想方法.由于很好地控制了曝气量,曝气频率和曝气方式,可以更好地实现短程硝化,因此更适合作为未来实际项目的控制参数.

在生物膜反应器中,当DO的浓度控制在0.5mg / L以下时,废水中的亚硝酸盐氮可占硝酸盐氮总量的90%以上.

使用间歇曝气,阶段曝气等方法更改曝气方法曝气频率也可以实现短程硝化.这些方法的共同点在于,反应器中的DO值会根据一定规则周期性地增加和减少,这表明反应器在一段时间内处于厌氧状态.

DO浓度是影响AOB和NOB生长的最重要因素之一.AOB和NOB的氧饱和常数分别为0.3和1.1 mg / L.可以看出,AOB对氧的亲和力比NOB强,在低DO浓度下NOB的活性会明显减弱,从而使AOB的生长速率大于NOB.尽管低溶解氧浓度会削弱微生物的代谢活性,但硝化过程中的氨氧化不会受到影响.影响明显,从而实现了NO2DDN的大量积累.

3,FA和FNA的影响

实验表明,FA抑制NOB和AOB的浓度分别为0.1?1.1mg / L和10?15mg / L.最新研究结果表明,当FA浓度达到6 mg / L时,FA可以完全抑制NOB的生长.FNA可以分别以0.02 mg / L和0.4 mg / L的浓度完全抑制NOB和AOB的生长.因此,选择性抑制FA或FNA可用于抑制系统中的NOB,而不会抑制AOB,从而控制亚硝化阶段的硝化作用.但是NOB可以抑制FA,如果反应器长时间运行,就会破坏短程硝化作用.相关研究人员建议使用FA和FNA共同控制以实现稳定的短程硝化过程,也就是说,由于反应器启动初期废水中较高的FA浓度用于抑制NOB,因此NO2DDN的大量积累,较低的pH值将导致FNA浓度越高,反应器早期的FA浓度越高,后期的FNA浓度越高,可用于维持捷径硝化过程.

4.PH值

由于适合硝酸盐细菌和亚硝酸盐细菌生长的pH范围不同,因此可以使用控制pH值的方法来实现短程硝化.亚硝酸盐细菌的适宜pH值为7.0?8.5,亚硝酸盐细菌的适宜pH值为6.0?7.5.仅通过将pH值控制在7.5至8.5之间,就可以抑制硝酸盐细菌并实现亚硝酸的积累.

尽管在实践中PH易于控制,但它也具有某些缺点.它的缺点是需要对PH值进行实时监控,并配以自动化学定量给料设备和混合设备,化学费用也增加了反应器的运行成本,在一定程度上抵消了短程硝化的优势.

5.SRT

通过SRT的控制无法实现亚硝酸的积累,但是SRT是反应器短程硝化稳定运行的重要控制参数.低的污泥年龄控制将导致硝酸盐细菌和亚硝酸盐细菌的流失,导致反应器的处理能力下降;污泥年龄过高会增加硝酸盐细菌的数量.在低负荷下,反应器易于转化为完全硝化.选择合适的SRT值是稳定实现短程硝化的关键参数.

6.抑制硝化反应的物质括:游离氨,重金属,有毒有害物质和有机物的浓度过高.重金属可以抑制硝化反应,如银,汞,铬,锌等,其毒性作用从强到弱.当pH值由高变低时,毒性由弱变强.锌,铜和铅等重金属发生硝化反应.有两个抑制阶段,但抑制程度不同.某些有机物质(例如苯胺,邻甲酚和苯酚)对硝化细菌具有毒性或抑制作用,因为催化硝化反应的酶含有Cu I-Cu II电子对,通常与酶中的蛋白质竞争Cu或Cu直接插入酶结构中有机物会抑制硝化细菌.这些有机物质对硝化细菌的抑制作用要强于硝化细菌,因此在含有此类物质的污水的生物反硝化过程中会产生亚硝酸盐积累.

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