上海純水設(shè)備解讀：污水脫氮如何實現(xiàn)短程硝化反硝化
【上海水處理設(shè)備網(wǎng)shwebi.cn】由于工業(yè)化進程的加速，氮、磷的污染問題日益尖銳化。越來越多的國家地區(qū)制定了更為嚴格的污水氮、磷的排放規(guī)范。尤其是氮的考核內(nèi)容也從單一的氨氮指標發(fā)展到總氮(氨態(tài)氮、硝態(tài)氦和有機氮的總和)考核指標。由于近年來一些新理論的提出，如使污水脫氮實現(xiàn)短程硝化反硝化。這樣不只可以提高細菌的增長速度、縮短反應(yīng)進程，從而減少反應(yīng)容積;而且同時減少了硝化的曝氣量和反硝化有機物的投加量，減少了運行費用。所以短程硝化成為了近年來的研究熱點。
一、短程硝化機理
廢水生物脫氮，一般由硝化和反硝化兩個過程完成，而硝化過程分為氨氧化階段和亞硝酸鹽氧化階段。這兩個階段分別由氨氧化菌(AOB和亞硝酸鹽氧化菌(NOB獨立催化完成。第一階段是AOB作用下，將氨氮NH4+―N氧化為亞硝態(tài)氮NO2――N;而第二階段是NOB作用下，將亞硝態(tài)氮NO2――N氧化為硝態(tài)氮NO3――N由于硝化反應(yīng)是由兩類生理特性完全不同的細菌獨立催化完成的不同反應(yīng)，所以需要通過適當控制條件，可以將硝化反應(yīng)控制在NO2――N階段，阻止NO2――N進一步氧化，隨后直接進行反硝化，這就是短程硝化反硝化的作用機理。上海純水設(shè)備
二、短程硝化的優(yōu)點
1由于硝化和反硝化速率加快，所以縮短了反應(yīng)時間。
2由于氨氧化菌(AOB周期比亞硝酸鹽氧化菌(NOB短，所以污泥齡短，提高反應(yīng)器微生物濃度。
3硝化反應(yīng)器容積可減少8%反硝化反應(yīng)器容積可減少33%可節(jié)省了建筑費用。
4硝化過程節(jié)省約25%供氧量，反硝化過程節(jié)省約40%外加碳源(以甲醇計)所以節(jié)省了運行費用。
5硝化過程減少產(chǎn)泥24%一33%反硝化過程減少產(chǎn)泥50%明顯降低了污泥排放量，進而減少污泥處置處置費用。
三、短程硝化過程中的影響因子
生物脫氮的硝化過程是由AOB和NOB共同完成的;A OB真正基質(zhì)是水溶液中的游離氨，而NOB真正基質(zhì)是水溶液中的游離亞硝酸;A OB和NOB生長還受到溫度、pH值、DO抑制物等因子影響。
1溫度
445℃內(nèi)，氨氧化細菌和硝化細菌均可進行。但在1214℃時，此時的溫度會嚴重抑制活性污泥中硝化菌的活性，呈現(xiàn)NHO2―的積累;1530℃時，硝化過程形成的NO2―完全被氧化成NO3―;當溫度超過30℃后又出現(xiàn)NO2―的積累。細菌在高溫和低溫均可較好地實現(xiàn)亞硝酸鹽的積累。
實驗標明，低溫也可實現(xiàn)短程硝化。低溫時，亞硝酸鹽氧化菌利用氨氮的能力大于硝化細菌利用NO2-N能力，從而造成NO2―的累積。所以，短程硝化反應(yīng)器需要在較高溫度的季節(jié)啟動，緩慢降溫，使AOB漸漸適應(yīng)低溫環(huán)境，保證氨氧化效果;適宜的條件下實現(xiàn)短程硝化，同時通過實時控制使其穩(wěn)定并優(yōu)化污泥種群結(jié)構(gòu)，進而在低溫條件下維持短程硝化。要解決實際應(yīng)用低溫的問題，還需要尋找出適應(yīng)南方低溫的氨氧化細菌的菌株來。
2DO濃度
對DO控制實現(xiàn)短程硝化是將該技術(shù)應(yīng)用于實際的一種較為理想的方法。比較適合作為未來實際工程的控制參數(shù)，因為控制好曝氣量、曝氣頻率以及曝氣方式，就可較好地實現(xiàn)短程硝化。
生物膜反應(yīng)器中，當DO濃度控制在0.5mg/L以下時，就可以使出水中亞硝酸氮占總硝態(tài)氮的90%以上。
使用間歇曝氣，階段曝氣等方法，來改變曝氣方式以及曝氣頻率也可實現(xiàn)短程硝化。這些方法的共同點是使反應(yīng)器內(nèi)的DO值按一定規(guī)律周期性地升高降低，指示在一段時間內(nèi)反應(yīng)器處于厭氧狀態(tài)。
DO濃度是AOB和NOB生長的重要影響因素之一，AOB和NOB氧飽和常數(shù)分別為：0.3和1.1mg/L可見AOB對氧的親合力較NOB強，低DO濃度下NOB活性會顯著減弱，使AOB生長速率大于NOB;雖然低DO濃度會使微生物代謝活動減弱，但硝化過程的氨氧化作用未受到明顯影響，從而實現(xiàn)NO2――N大量積累。
3FA 及FNA 影響
實驗標明，FA 對NOB和AOB發(fā)生抑制作用的濃度分別為0.11.1mg/L和1015mg/L而最新研究結(jié)果標明，FA 濃度達到6mg/L時可完全抑制NOB生長;FNA 完全抑制NOB和AOB生長的濃度分別為0.02mg/L和0.4mg/L因此可以利用FA 或FNA 選擇抑制作用使系統(tǒng)中的NOB受到抑制而AOB不受抑制，從而將硝化控制在亞硝化階段;但NOB對FA 抑制具有適應(yīng)性，若反應(yīng)器臨時運行短程硝化會被破壞。有相關(guān)研究者提出利用FA 與FNA 聯(lián)合控制實現(xiàn)穩(wěn)定的短程硝化過程，即在反應(yīng)器啟動初期利用廢水中較高的FA 濃度使NOB受到抑制之后，由于NO2――N大量積累，較低的pH值會導(dǎo)致較高的FNA 濃度，從而可利用反應(yīng)器前期較高濃度的FA 和后期較高濃度的FNA 共同維持短程硝化過程。上海純水設(shè)備
4PH值
由于硝酸菌和亞硝酸菌適宜生長的pH值范圍不同，所以可以利用控制PH值的方法實現(xiàn)短程硝化。亞硝酸菌的適宜PH值在7.08.5而硝酸菌的適宜PH值在6.07.5只要將PH值控制在7.58.5就可較好地抑制硝酸菌，實現(xiàn)亞硝酸的累積。
PH雖然是實際中較容易控制的但它也存在一定的缺點。缺點是需要PH實時監(jiān)控，和相配套的藥劑自動投加設(shè)備及攪拌設(shè)備，并且藥劑費用也增添了反應(yīng)器運行費用，這些在一定水平上抵消了短程硝化本身的優(yōu)勢。
5SRT
通過SRT控制是無法實現(xiàn)亞硝酸的積累的SRT卻是反應(yīng)器短程硝化穩(wěn)定運行的重要控制參數(shù)。泥齡控制偏低會導(dǎo)致硝酸菌和亞硝酸菌的流失，導(dǎo)致反應(yīng)器處置能力的降低;泥齡過高會提高硝酸菌的數(shù)量，低負荷下，反應(yīng)器容易向全程硝化轉(zhuǎn)化。選擇適宜的SRT值是穩(wěn)定實現(xiàn)短程硝化的關(guān)鍵參數(shù)。
6抑制劑
對硝化反應(yīng)有抑制作用的物質(zhì)有：過高質(zhì)量濃度的游離氨、重金屬、有毒有害物質(zhì)以及有機物。重金屬會對硝化反應(yīng)發(fā)生抑制，如AgHgCrZn等，其毒性作用由強到弱;當pH由高到低時，毒性由弱到強.鋅、銅和鉛等重金屬對硝化反應(yīng)的兩個階段都有抑制，但抑制水平不同。某些有機物如苯胺、鄰甲酚和苯酚等對硝化細菌具有毒害或抑制作用，因為催化硝化反應(yīng)的酶內(nèi)含CuI一CuII電子對，凡是與酶中的蛋白質(zhì)競爭Cu或直接嵌入酶結(jié)構(gòu)的有機物，均會對硝化細菌發(fā)生抑制作用。這些有機物對硝化菌的抑制作用要比亞硝化菌強，所以會在對含這類物質(zhì)的污水生物脫氮中發(fā)生亞硝酸鹽積累現(xiàn)象。
“本文由上海皙全水處理設(shè)備網(wǎng)提供任何人和單位不得轉(zhuǎn)載盜用”。- 上一篇：上海純水設(shè)備解讀：高鹽廢水對活性污泥的影響 2020/8/17
- 下一篇：祝賀蘇州皙全純水設(shè)備有限公司年初八開工大吉 2018/2/23
