什么是生物脱氮工艺?

处理工业废水内的氨氮污染物,只有生物法和其它(吹脱法、化学沉淀法、离子交换法等),而生物法的优点是:可去除多种含氮化合物,对氨氮可以彻底降解,总氨氮去除率可达95%以上,二次污染小且运行费用低。

生物法脱氮的原理是以脱氮微生物的生物活性作为脱氮主体,需要在各种脱氮微生物的共同作用下,通过硝化、反硝化等反应,将氨氮废水中的氨氮转化为二氧化碳、氮气和水。

生物法处理氨氮废水的方法较多,处理过程复杂,控制难点多,比较常见的方法有传统硝化反硝化、同步硝化反硝化、短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、A/O、A2/O、氧化沟和SBR。

1、传统硝化反硝化

传统的理论认为生物脱氮是由有机氮氨化、硝化、反硝化及微生物的同化作用来完成。氨化作用是将有机氮在生物处理过程中氧化为氨氮;硝化作用是由氨氧化为硝酸的过程称为硝化作用;反硝化作用,硝酸盐在缺氧条件(DO<0.5mg/L)下被反硝化菌还原为亚硝酸盐,再转化为氮气的过程。

它的缺点也比较明显:①存有大量有机物的情况下,自养硝化菌对氧气与营养物的竞争力不如好氧异养菌,导致反应中硝化菌种无法占据主导地位;②反硝化需要提供有机物作为电子供体,但硝化过程中去除了大量有机碳导致碳源缺乏。

2、同步硝化反硝化

存在有氧情况下的反硝化反应和低氧情况下的硝化反应,硝化过程和反硝化过程通常在一个反应器中进行,这种现象被称为同步硝化反硝化,如流化床反应器、生物转盘、氧化沟等。

短程硝化反硝化与全程硝化反硝化相比,可减少25%的硝化需氧量和40%的反硝化碳源,同时可削减底泥产量,进而减少反硝化池容积,在各类脱氮工艺中具有较大竞争力。此外,亚硝态氮的积累不会抑制氨氧化过程。

3、厌氧氨氧化

在厌氧条件下,微生物直接以NH4+为电子供体,以亚硝酸盐、硝酸盐作为电子受体,将氮化合物转变成N2的过程或利用硝酸盐作为电子受体来氧化氨的过程。

相比传统的脱氮工艺,可以大幅度降低硝化反应的充氧能耗;免去反硝化反应的外加碳源;改善硝化反应产酸,反硝化反应产碱而均需中和的状况,节省传统硝化反硝化反应过程中所需的中和试剂;对防止由于化学药剂的投加而可能出现的二次污染具有重要作用。

4、A/O工艺

A/O工艺对废水中的有机物、氨氮等物质均有较高的去除效果,抗负荷冲击能力强,无需外加碳源,具有投资省、操作费用和运行费用均较低等优点。

5、A2/O工艺

A2/O工艺是在A/O工艺的基础上进行的升级,对于脱氮除磷步骤来说,通过综合化的操作,可以进行有效地处理,工序简单,效率高。占地面积小,成本比A/O工艺更少。厌氧、缺氧、好氧三种作用步骤可以交替往复运行,可以有效抑制丝状菌的过量繁殖。

传统的生物脱氮工艺技术与SBR脱氮工艺进行对比,传统工艺进行硝化和反硝化的反应,必须创造好氧和厌氧的环境条件,才能达到处理的目的。好氧阶段是硝化反应,而厌氧阶段是反硝化反应,加强对工艺的条件控制,才能达到预期的脱氮效果。


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