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2022厌氧氨氧化 亚硝化厌氧氨氧化处理生活污水

   日期:2022-04-22    

城市污水处理厂的传统反硝化过程是将氨氮和亚硝酸盐氮尽可能转化为硝酸盐氮,然后在反硝化结构中添加一定量的碳源。硝酸盐氮转化为氮。近年来,国内外学者根据实验和实践中发现的一些新现象,提出了一些新的生物脱氮工艺,形成了亚硝化和厌氧氨氧化等新的生物脱氮理论。

1.新的生物反硝化理论

1.1硝化作用

与整个硝化反硝化过程相比,短程硝化反硝化可节省曝气量的四分之一,降低污泥产量,降低碱度和碳源用量,具有较高的应用价值。

在传统的生态系统中,亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌处于共生状态。亚硝酸盐细菌产生的亚硝酸盐氮很快就会被亚硝酸盐细菌转化为硝酸盐氮。在这个过程中很难形成亚硝酸盐氮的积累。因此,控制短期硝化过程的困难在于如何提高亚硝酸盐细菌的活性,抑制硝酸盐细菌的活性,使硝化反应产物以亚硝酸盐氮的形式停留,防止亚硝酸盐的产生。氮连续氧化,可进一步恢复硝酸盐氮直接反硝化反应或厌氧氨氧化反应。有必要控制硝化反应的影响因素。根据两种硝化细菌对环境因素的不同耐受性,试图抑制硝酸盐细菌的活性和/或减少反应器中硝酸盐细菌的数量,从而获得大量的亚硝酸盐氮。积累的目的。

影响亚硝化过程的主要因素是:

(1)温度

室温下硝化反应产生的亚硝酸盐氮可以快速氧化,但在30℃以上会产生明显的亚硝酸盐积累。研究人员相对简单的控制条件,研究人员可以在低温下控制反应器温度(≤15°C)或高温阶段(30-40°C),这样,硝化反应中获得的大多数产物都是亚硝酸盐氮。然而,对于城市污水处理厂来说,控制低温或高温的措施显然是不合适的。

(2)pH值

一般认为亚硝酸细菌是最好的pH值为7.9?8.2,硝酸盐细菌最好pH值为7.2?7.6。当pH值小于6.5抑制亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌的生长。当该值大于8时,抑制了硝酸盐细菌的生长,因此工艺废水中亚硝酸盐氮的浓度较高。

(3)溶解氧

亚硝酸细菌和硝酸细菌对溶解氧有不同的亲和力,可用于实现亚硝化。并根据作者的实验结果进行适当的控制

脱氧浓缩是稳定亚硝化的必要方法之一。高溶解氧浓度会迅速氧化亚硝酸盐氮,不利于其积累,但溶解氧浓度不能太低。缺氧也会降低亚硝酸盐细菌的活性。

(4)游离氨

高浓度的游离氨可以在一定程度上抑制两种硝化细菌的活性,但对硝酸盐细菌更敏感,这意味着高浓度的游离氨可以抑制硝酸盐细菌的活性。安东尼发现游离氨对亚硝酸盐细菌的抑制浓度为10150mg / L,硝酸盐细菌的抑制浓度为0.1?1.0mg / L。

(5)污泥龄

由于亚硝酸盐细菌在中高温条件下的生产周期短于硝酸盐细菌,污泥年龄可控制在亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌的最小停留时间之间,亚硝酸盐细菌可逐渐消除。在再生池中,亚硝酸盐细菌越来越丰富,从而实现了亚硝酸盐氮的积累。这种现象也发现在一些污水处理厂的实际运行中。

1.2厌氧氨氧化

厌氧氨氧化是指微生物在缺氧条件下使用氨氮作为电子供体,亚硝酸盐氮作为电子受体转化为氮的过程。与传统的反硝化工艺相比,厌氧氨氧化工艺不需要外部碳源,减少了化学品的消耗,污泥产量低,不需要氧气供应,节约了电能,具有明显的优势。

影响厌氧氨氧化过程的主要因素是:

(1)基质浓度

适量的氨氮和亚硝酸盐氮作为底物,为厌氧氨氧化细菌提供营养和能量。然而,当氨氮和亚硝酸盐氮的浓度超过一定值时,厌氧氨氧化细菌的活性也会受到抑制。郑平[3]的研究结果表明,氨氮通常抑制亚硝酸盐氮5.4?12.0mmol / L,抑制厌氧菌的常数为38.0?98.5mmol / L。

(2)pH值

氨氮和亚硝酸盐氮在水中具有电离平衡,pH厌氧氨氧化过程可影响游离氨和游离亚硝酸的浓度。VaDongen认为,当pH在6.7和8.3厌氧氨氧化反应可以很好地进行,最好pH约为8.0。

(3)溶解氧

水中高浓度的溶解氧将对厌氧氨氧化细菌的活性产生重大影响。尽管氧气可以显着抑制厌氧氨氧化菌的活性,但是当去除氧气中毒时,厌氧氨氧化菌的活性可以恢复。

(4)温度

厌氧氨氧化细菌对温度变化更敏感。一般认为,适合厌氧细菌的温度是33-40℃。近年来,研究人员已转向研究中低温条件下的厌氧氨氧化工艺。作者使用生物陶粒过滤柱。平均总脱氮负荷分别为20±2℃,15±1℃和10±1℃。达到1.00g /(L·d),0.89g /(L·d),0.74g /(L·d),平均总氮去除率分别为87.6%,82.5%,73.0%。

(5)轻

厌氧氨氧化细菌是光敏细菌,其氨去除率在光的作用下会降低30-50%。污水处理厂的结构通常是钢筋混凝土结构。例如,在屋顶开口处覆盖不透明的盖板,基本上可以避免光对结构反硝化的影响。

(6)有机质

厌氧氨氧化细菌是一种化学自养厌氧细菌,其繁殖速度非常慢。当水中有机碳源时,异养细菌繁殖较快,会影响厌氧氨氧化细菌的生长。因此,厌氧氨氧化工艺更适合放置在微曝气反应器工艺的后端。反应器的流出物含有低浓度的有机物和高浓度的未氧化氨氮,效果更好。反硝化作用。

2.亚硝化-厌氧氨氧化工艺的特点

在亚硝化过程中,亚硝酸盐细菌只将氨氮转化为亚硝酸盐氮,而不是继续转化为氮。为了实现污水的有效脱氮,亚硝化需要与其他工艺相结合,厌氧氨氧化是最理想的组合方式。目前,许多研究人员喜欢使用两种新的反硝化工艺:一种是CANON以单级反应为代表;另一种是CANON以单级反应为代表。另一种是两阶段反应SHARON-ANAMMOX为代表。

CANON该过程的特点是亚硝酸盐细菌和厌氧氨氧化细菌在同一反应器中共存。生物膜外层的亚硝酸盐细菌首先将氨氮氧化成亚硝酸盐氮,然后通过传质将生物膜中的亚硝酸盐细菌转化为膜内层的厌氧细菌。

SHARON该工艺的特点是将反应器的污泥年龄控制在30岁35℃,在亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌的最短停留时间之间,并逐渐消除反应器中的硝酸盐细菌。后来,开发了SHARON-ANAMMOX工艺。在前一个反应器中,大约一半的氨氮转化为亚硝酸盐氮,然后在后一个反应器中,亚硝酸盐氮和其余一半的氨氮转化为氮。

目前,适用于厌氧氨氧化工艺的反应器类型主要包括EGSB,生物转盘,SBR,固定床具有良好的微生物保留性。

3.亚硝化-厌氧氨氧化工艺可用于生活污水处理

亚硝化两步-在厌氧氨氧化过程中,亚硝酸盐细菌和厌氧氨氧化细菌可以在最有利的环境中生长。与单一工艺相比,其运行可靠性更高,启动时间更短,反硝化效率高,具有一定的优势。然而,随着我国污水排放量的逐年增加,亚硝化-厌氧氨氧化法在生活污水处理中的应用仍有一定的局限性。一方面,厌氧氨氧化反应需要以前亚硝化反应的流出物来保持稳定NH4 / NO2-。另一方面,在之前的研究结果中,亚硝化-厌氧氨氧化工艺一般采用较高的氨氮浓度(> 500mg / L),反应器温度也很高(30)40℃),两者都是室温下底物含量低的生活污水,难以维护,能耗大。近年来,研究人员开始研究室温下的厌氧氨氧化过程。

高负荷生物滤池向上流动-CSTR亚硝化反应器-厌氧氨氧化滤池塔用于处理实际生活污水。系统稳定后,出水氨氮平均浓度为0.02mg / L,出水COD浓度为41.4±2.3mg / L,出水总氮浓度为11.9±2.7mg / L。 优于城市污水处理厂污染物排放标准GB ** 18-2002)A级标准。

4.结论

根据亚硝酸盐细菌和硝酸盐细菌对各种基质或因素的不同耐受性,通过控制这些反应参数,可以实现更稳定的亚硝化作用。然而,不同的研究人员对某些反应参数的合理调整范围得出了不同的结论。

此外,尽管目前亚硝化,-厌氧氨氧化法在实际生活污水处理中的应用仍有许多问题需要解决,但其应用前景和效益也很大,可以积极促进污水处理厂的良性循环。城市生态系统和实现可持续发展的目标值得深入研究。


 
 
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