污水处理技术工艺

短程硝化反硝化与同步硝化反硝化的区别及影响因素

发布日期:2019-05-08 / 发布者:鸿淳环保科技 / 点击:

一、短程硝化反硝化

1、简介

生物脱氮包括硝化作用和反硝化作用。第一步是硝化细菌将NH4+-N氧化为NO2-N的亚硝化过程,第二步是硝化细菌将NO2-N氧化为NO3-N的过程。反硝化产生的NO3-N被NO2-N转化为N2。NO2是硝化反硝化的中间产物。1975年Voets等人在高浓度氨氮废水的硝化过程中发现了NO2-N积累现象,并首次提出了短程硝化反硝化的概念。下图所示。

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与全过程硝化反硝化相比,短程硝化反硝化明显降低了NO_2~-、NO_3~-、NO_3~-和NO_2~-的两步反应,使短程硝化反硝化具有以下优点:

1。氧气供应可节省25%。节省了NO2氧化成NO3的氧气量。

2。反硝化阶段可节省碳源40%。在C/N比条件下,TN的去除率有所提高。并且可以节省碱的投入量。

3。由于硝化细菌的发生周期比硝化细菌短,控制硝化阶段可以提高硝化速率和微生物浓度,缩短硝化时间,而且水力停留时间相对较短。减少了反应器的体积,节省了基础设施投资。一般来说,反应器的体积可以减少30%到40%。

4。在短程硝化过程中,污泥产率可降低25%~34%,在反硝化过程中可降低约50%。

由于上述优点,短程硝化 - 反硝化反应特别适用于低C / N比的废水,即高氨氮和低COD,这不仅节省了电力成本,而且节省了补充碳源的成本,所以这个过程就是煤化工废水。这方面非常可行。

2。影响短程硝化反硝化的因素

2.1温度的影响

温度对微生物有很大的影响。亚硝酸盐细菌与硝酸盐细菌的最适温度并不相同,调节温度抑制亚硝酸盐细菌生长而不抑制亚硝酸盐细菌,可以达到短程硝化和反硝化的过程。国内研究表明,只有当反应器温度超过28°C时,才能稳定地进行短程硝化和反硝化。

2.2 pH值的影响

当pH值较低时,水体中的氨离子和亚硝酸含量较多,有利于硝化过程的进行,不存在亚硝酸盐的积累,但在pH较高时,亚硝酸根积累较多。因此,适宜的pH环境有利于硝化细菌的生长。pH对游离氨浓度也有影响,进而影响硝化细菌的活性。结果表明,硝化细菌的最适pH值为8.0左右。硝化细菌的pH值为7.0左右。结果表明,硝化细菌的最适pH值为8.0左右。因此,实现硝化细菌积累的pH值为8.0左右。因此,实现硝化细菌积累的pH值为8.0左右。

2.3溶解氧(DO)的影响

DO在控制亚硝酸盐的积累中起着至关重要的作用。亚硝化和硝化均为好氧过程,而亚硝酸和硝酸盐细菌具有不同的动力学特征:在低DO条件下,亚硝酸盐细菌对DO的亲和力高于硝酸盐细菌。通过控制DO,硝化过程只能在氨氮被氧化成亚硝酸盐氮阶段之前进行,从而消除硝酸菌并达到短程硝化的目的。

2.4泥龄的影响

氨氮的硝化速率快于亚硝酸盐氮,亚硝酸盐细菌的生成周期短于硝化细菌。因此,通过控制HRT,可以将污泥龄控制在亚硝酸盐细菌与亚硝酸盐细菌的最短停留时间之间,使亚硝酸盐细菌成为优势菌系,逐步消除亚硝酸盐细菌。

二、同步硝化反硝化

1、简介

根据传统的生物反硝化理论,反硝化途径一般包括硝化和反硝化两个阶段。硝化和反硝化这两个过程需要在两个孤立的反应堆中进行,或者在时间或空间中进行。在同一反应器中存在交替缺氧和良好的氧气环境;事实上,在早期,在一些活性污泥过程中,没有明显的缺氧和厌氧段,层内多次观察到氮的非同化损失,并在曝气系统中多次观测到氮。因此,这些现象被称为同步硝化/反硝化(snd)。

关于生物转台、连续流反应器、顺序式SBR反应器等各种处理工艺中的SND现象,已有大量的报道。与传统的硝化反硝化工艺相比,SND工艺具有以下优点:

主要研究结果如下:1。它能有效地保持反应器内pH的稳定,减少或取消碱度的添加。

2.减少传统反应堆的数量,节省资金成本;

三。对于只有一个反应器单元的序批式反应器,SND可以减少实现硝化反硝化所需的时间。

4、曝光量的节省,可以进一步降低能耗。

因此,SND系统为今后减少投资、简化生物脱氮技术提供了可能。

2。同步硝化反硝化机理的研究

2.1、宏观环境

生物反应器中的溶解氧DO主要通过曝气装置的氧化获得,并且没有曝气装置可以充分混合污水中的反应中的氧。在反应器的不同区域中形成缺氧和好氧部分最终为反硝化细菌和硝化细菌的作用提供了有利的环境,这导致同时硝化和脱氮。

除反应器内不同空间溶解氧不均匀外,反应器内不同时间点溶解氧的变化也会导致同步硝化/反硝化的发生。在SBR反应器曝气阶段,SBR反应器中DO浓度先下降后逐渐升高,并利用HyungseokYoo对同步硝化反硝化现象进行了研究。

2.2、微环境理论

这一理论的基本观点是,在活性污泥的絮凝化过程中,从絮凝化的表面到其核心的不同水平,由于氧气传递的限制,氧的浓度分布是不均匀的,而体外微生物絮凝法,其表面的氧浓度较高。内层浓度低。

当生物絮体的粒径足够大时,可在胶束内部形成缺氧区。在这种情况下,絮体外层的好氧硝化细菌占主导地位,硝化反应主要进行,内层以非均相反硝化细菌为主。主要进行反硝化(见图)。在一定厚度的生物膜中,除活性污泥絮体外,还存在溶解氧梯度,导致生物膜内层形成缺氧微环境。

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2.3 生物学解释

传统理论认为,硝化反应只能通过自养细菌完成。反硝化只能在缺氧条件下进行。近年来,已证实存在好氧反硝化细菌和异养硝化细菌。

三。同步硝化反硝化的影响因素

实现snd的关键在于培养和控制硝化和反硝化细菌。目前国内外的研究表明,影响硝化和反硝化细菌的因素如下。

3.1、溶解氧

DO对同步硝化反硝化的影响是非常重要的。结果表明,通过控制DO的浓度,使硝化速率与反硝化速率相一致,可获得最佳的硝化效果。

3.2、有机碳源

有机碳源对整个同步硝化反硝化系统的影响尤为重要。结果表明,在有机碳含量较低的情况下,反硝化作用不能满足反硝化的要求,而较高的有机碳含量不利于氨氮的去除。

3.3.微生物絮体结构

微生物絮体的结构不仅影响DO在生物絮体中的扩散,而且影响碳源的分布。适当的絮体大小和密度有利于同步硝化反硝化。结果表明,随着活性污泥絮体粒径的增大,微生物絮体的同步硝化反硝化能力增强。

3.4、pH值

反硝化值在7.5左右时,同步硝化反硝化效果最好。硝化细菌和反硝化细菌的最适pH值为8。0和8。4和6。5-8。0。

3.5 温度

同时硝化反硝化的最适温度为10℃~20℃。在20~25℃时,硝化细菌的生长性能下降,反之亦然。硝化性能在25℃时最高。25℃后,游离氨对亚硝酸菌有明显的抑制作用。

短程硝化反硝化与同步硝化反硝化的区别及影响因素

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