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微生物技术除氮—论厌氧氨氮化操作应用

微生物技术除氮—论厌氧氨氮化操作应用

 一般污水处理厂中,多采用传统活性污泥工艺,虽可去除氨氮等有机物,然而对于无机含氮污染物转化却相当有限。国际间致力发展微生物菌厌氧氨氧化技术,除其为自营污水处理菌种,具有污泥产量少、低能耗等优点外,在脱硝时亦不需额外进行碳源的添加,可补足AO系统的缺点,满足现今追求微生物技术永续发展的愿景。

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微生物菌厌氧氨氧化技术于学术上多有研究,然其生长速率缓慢且并非生物系统中优势微生物技术菌种,易受水质波动造成微生物技术特性被抑制,无法及时因应系统变化,于亚洲国家实厂发展较为缓慢。近年国际污水处理趋势为兼顾放流水质与能源再利用率等多方永续经营观点,采用厌氧程序进行低浓度污水去除氨氮处理。

 

以往对于含氮废水的微生物处理技术多用传统AO进行去除氨氮处理,必须先将氨氮转化为亚硝酸根离子 (NO2-) 及硝酸根离子 (NO3-),此时必须消耗大量的能源于将氧气融入水体中,提供电子接受者给氨氮及亚硝酸盐类,再进入脱硝程序将硝酸根离子还原为氮气后溢散至大气中,并于脱硝阶段加入适当之碳源,作为脱硝菌电子提供来源。

 

微生物除氮技术-微生物菌厌氧氨氧化技术系由厌氧氨氧化菌利用氨氮与亚硝酸盐反应进行脱硝。厌氧氨氧化菌的增殖率和比生长速率相当低,其污泥产量非常少,甚至能接近零污泥排放,可降低污泥处置后续问题。

 

中国广西某垃圾污水处理厂案例

 

由于中国地区垃圾分类未臻完善,因此垃圾渗滤液成份相对复杂,抑制成份不明。故微生物菌厌氧氨氧化技术的应用采以实验室测试为优先,设置反应槽体积为6L,以SBR模式操作,垃圾渗滤液来源为广西某垃圾污水处理厂,氮负荷为0.2kg/m3/d。 在实验初期,由于溶氧的控制不易掌握使的去除效率不高 (平均总氮去除效率为25%)。然而在第90天开始现场操控人员熟悉曝气系统的使用并且额外添加污泥重新培养平均总氮去除效率由20%上升到 80%。进流水中由于含有 COD,反应槽内驯养出异营性的脱硝菌,脱硝反应的存在可进一步提升除氮效率,但藉由质量平衡的计算,脱硝反应所贡献的除氮效率不到 4% ,因此总氮去除仍需仰赖微生物菌厌氧氨氧化技术反应。由图5可以观察到从 60 天开始去除率渐渐上升,90天之后去除率趋于稳定,在稳定阶段总氮去除率约 68%,反应槽成功启动,去除率并开始持续上升。

 

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图五

随着全球人口增长,环境负荷增加,节能环保已是国际上非常重视的议题,污水处理应朝向将污水中的能源、营养盐、水资源等回收再利用,改善提升现有污水处理厂中微生物污水处理技术,达到节能回收再利用之永续目标。

 

微生物菌厌氧氨氧化技术运用,应控制曝气槽之水力停留时间、溶氧和pH 值等操作参数于最佳范围内,后续投放微生物污水处理菌提高微生物除氮技术以符合放流水标准,改善现阶段污水厂含氮化合物处理效率不高的问题。对于有效降低污水处理成本且节能技术,各企业应选择投入适用工艺的微生物污水处理菌。

 

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延伸阅读:污水随意排放的处理方式,也是我们惩罚自己的方式

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