污水处理技术之AO脱氮工艺

1、基本原理

a/o氨氮的生物去除原理：污水中的氨氮，在充氧条件下(o段)，硝化细菌脱氮为硝酸盐，大量硝酸盐氮回流为一段，在缺氧条件下，通过同时厌氧反硝化细菌的作用，污水中的有机物被用作电子供体，氮氮被用作电子受体，将氮氮波还原为无公害氮，逸入大气，最终也会变成氮本身。硝化作用：

NH4++2O2→NO3-+2H++H2O

反硝化反应：

6NO3-+5CH3OH(有机物)→5CO2↑+7H2O+6OH-+3N2↑

A / O过程连接前部的好氧部分和后部的好氧部分。 A部分的DO不超过0.2 mg / L，O部分的DO为2至4 mg / L.在缺氧部分，异养细菌将污水中的悬浮污染物和可溶性有机物如淀粉，纤维和碳水化合物水解成有机酸，使大分子有机物分解成小分子有机物质，不溶性有机物质为转化为可溶性有机物质。当缺氧水解产物进入好氧池进行好氧处理时，可以提高污水的生物降解性和氧气效率;在缺氧部分，异养细菌胺化蛋白质，脂肪和其他污染物(在有机链上)N或氨基酸中的氨基不含氨(NH3，NH4 +)。在充足的供氧条件下，自养细菌的硝化将NH3-N(NH4 +)氧化成NO3-，并通过回流控制返回A池。在缺氧条件下，好氧菌的脱氮作用将NO3-还原为分子氮(N2)，完成生态环境中的C，N，O循环，实现污水的无害化处理。

2。A/O内循环生物脱氮工艺特点

根据以上对生物脱氮基本过程的描述，再加上多年的废水脱氮经验，我们得出(a/o)生物脱氮过程有以下优点：

(1)效率高。

该工艺对废水中有机物、氨氮等具有较高的去除效果。当总停留时间大于54h时，生物脱氮除氮流出物通过混凝沉淀，COD值可降低至100mg/L以下，其它指标也达到排放标准，总氮去除率在70%以上。

(2)工艺简单，节省投资，运行成本低。

反硝化前、硝化后设置内循环，以原污水中有机底物为碳源，效果好，反硝化反应充分;曝气池后可进一步去除反硝化残渣，提高处理质量。ED水;在A阶段，只悬浮污泥，而避免溶解氧。O段前段采用强曝气，后段减少风量，使内循环液中溶解氧含量降低，保证A段缺氧状态。

该工艺利用废水中的有机物作为反硝化的碳源，因此不需要添加昂贵的碳源，如甲醇。特别是蒸腾塔装有脱氨装置后，碳与氮的比例增加，脱氮过程中产生的碱性降低了硝化所需的碱性消耗。

(3)缺氧反硝化工艺对污染物有较高的降解效率。

例如，缺氧区COD，BOD5和SCN-的去除率分别为67%，38%，59%，苯酚和有机物的去除率分别为62%和36%，因此反硝化作用最强。经济节能降解过程。 。

(4)大容量负载。

由于在硝化阶段采用了强化生物化学，反硝化阶段采用了膜技术，有效提高了硝化和反硝化污泥的浓度，比国外类似工艺具有更高的体积负荷。

(5)缺氧/好氧工艺的抗负荷冲击能力强。

当进水水质波动较大或污染物浓度较高时，过程可以保持正常运行，因此运行管理也很简单。通过上述过程的比较，不难看出生物脱氮过程本身是脱氮，并且还降解有机物质如苯酚，氰化物和COD。结合水量和水质特征，我们建议使用缺氧/好氧(A / O)生物脱氮(内循环)过程，使污水处理厂不仅能满足脱氮的要求，而且其他指标也符合排放标准。

三。A/O方法的问题

(一)没有独立的污泥回流系统，不能产生功能独特的污泥的，难降解物质降解率低;

(2)提高脱氮效率，提高内部循环比，提高运行成本。从外部，内循环液来自曝气池，含有一定的DO，使A段难以维持理想缺氧状态，影响反硝化效果，脱氮速率难以达到90%。

4.影响污水脱氮的因素

1。酸度(ph)

大量研究表明氨氧化细菌和亚硝酸盐氧化细菌的适当ph值分别为7.0～8.5和6.0～7.5。当ph值低于6.0或高于9.6时，硝化反应停止。在驯化一段时间后，可以在低ph值(5.5)条件下进行硝化细菌。然而，如果ph值突然降低，硝化速度会直线下降，当ph值增加后，硝化反应会恢复。

反硝化细菌的最适p H值为 7.0-8.5 ，在此 p H值下反硝化速率较高，当 p H值低于 6.0 或高于 8.5 时，反硝化速率明显降低。 此外，pH值也影响反硝化的最终产物，当 pH值超过 7.3 时，最终产物为氮，当 pH 低于 7.3 时，最终产物为 N2O 。

硝化过程消耗的废水中的碱度会降低废水的pH值(氨氮的硝化反应为7.14 g，以CaCO3计算)。相反，反硝化过程产生一定量的碱度以提高pH值(每1硝酸盐的反硝化作用将产生3.57克碱度，以CaCO3计算)，但因为硝化和反硝化过程是有序的，即据说在反硝化阶段产生的碱度不能补偿硝化阶段消耗的碱度。因此，为了优化脱氮系统，应及时调节pH。

2、温度(T)

硝化的最佳温度范围为5～35℃，反应速度随温度的升高而增大，在5～35℃范围内，当温度低于5℃时，硝化细菌完全停止。在同时去除COD和硝化的系统中，当温度低于15℃时，硝化反应速度会迅速下降，硝化细菌的抑制作用也会增加。强大。

反硝化的适当温度为15至30°c。当温度低于10°C时，反硝化作用停止。当温度高于30°c时，反硝化率也开始下降。

表明温度对脱硝率的影响直接关系到反应设备的类型和反应设备的高，低负荷率.. 在不同碳源条件下，不同温度对反硝化速率的影响不同..

3.溶解氧(DO)

硝化只能在有氧条件下进行。溶解氧浓度不仅影响硝化速率，而且影响其代谢产物。为了满足正常硝化反应，活性污泥中溶解氧的浓度至少应为2 mg/L，一般为2-3 mg/L，生物膜法应大于3 mg/L，当溶解氧浓度低于0.5-0.7 mg/L时，硝化反应进行。ESS将受到限制。

传统的反硝化过程需要在严格的缺氧条件下进行，因为氧气与电子供体竞争，抑制微生物对硝酸盐还原酶的合成和活性。但在正常情况下，活性污泥生物絮凝剂处于缺氧区，即使曝气池中有一定的溶氧量，也可以进行脱氮。结果表明，活性污泥系统在脱氮过程中的溶解氧浓度应控制在0.5毫克/升以下。对于生物膜系统，溶解氧需保持在1.5毫克/升以下。

4.碳氮比(C/N)

在反硝化过程中，C / N会影响活性污泥中硝化细菌的比例。由于硝化细菌是自养微生物，代谢过程不需要有机物质，污水中的BOD5 / TKN越小，即BOD5浓度越低，硝化细菌的比例越大，硝化作用越容易。反应。硝化的一般要求是BOD5 / TKN> 5，COD / TKN> 8。下表显示了不同C / N对GradyC.P.L.Jr推荐的反硝化效果的影响：

氨氮是硝化的主要底物，应保持一定的浓度。但当氨氮浓度超过100-200 mg/L时，会抑制硝化作用，且抑制程度随氨氮浓度的增加而增加。

反硝化过程需要足够的有机碳源，但不同类型的碳源也会影响反硝化率。硝化碳源可分为三类：第一类是容易生物降解的可溶性有机物;第二类有机物可缓慢降解;第三类是细胞物质，细菌利用细胞成分进行内源性硝化。在三组物质中，第一组有机物作为碳源反应速度最快，第三组反应速度最慢。

建议当废水中的BOD_5/TKN-4~6为4-6时，可以认为碳源充足，不需要另外的碳源。

5.污泥龄(SRT)

污泥龄(生物固体停留时间)是污水硝化管理的控制目标。为了使硝化细菌在连续流系统中存活，系统的SRT必须大于自养硝化细菌的比生长速率。污泥龄短会导致硝化细菌的损失或硝化速率的降低。在实际反硝化工程中，污泥龄应大于实际SRT。一些研究表明，活性污泥法反硝化的污泥龄一般不小于15天。污泥龄越长，微生物的硝化能力越强，对有毒物质的抑制作用越小，污泥活性越低。

6、内部回流比率(r)

内回流的作用是向反硝化反应器提供硝态氮作为反硝化的电子受体，以达到脱氮的目的。循环比不仅影响脱氮效果，而且影响整个系统的功耗，是一个重要的参数。循环比的大小与需求的影响和反应器的类型有关。结果表明，循环比小于50%，反硝化率很低，反硝化率低于200%，反硝化速率随循环比的增加而增大，内回流比大于200%，反硝化效率提高。一般情况下，低氨氮废水的回流比在200%~300%范围内最经济。

7.氧化还原电位(ORP)

理论上，缺氧段和厌氧段的溶解氧都为零，因此用溶解氧来描述它们是困难的。根据研究，厌氧段ORP值一般在-160~200mV之间，好氧段ORP值一般在+180mV左右，缺氧段ORP值一般在-50~110mV之间，因此ORP可作为反硝化的控制参数。操作。

8、抑制性物质

某些有机物质和一些重金属、氰化物、硫和衍生物、游离氨等有害物质达到一定浓度时会抑制硝化的正常进行。游离氨的抑制浓度：亚硝酸盐为10至150毫克/升，亚硝巴为0.1至1毫克/升。有机物质抑制硝化的主要原因：第一，当有机物浓度过高时，在硝化过程中异养微生物的浓度将大大超过硝化细菌的浓度，因此硝化细菌不能获得足够的氧气来影响硝化速率;其次是一些有机物质对硝基细菌有直接的毒性或抑制作用。

9、其他因素影响

生物反硝化系统涉及厌氧缺氧过程，不需要供氧，但污泥必须悬浮。搅拌是必要的。垂直搅拌器的搅拌功率一般为12×16W·m3，水平搅拌器的搅拌功率为8W/m3，垂直搅拌器的搅拌功率一般为12×16W·m3，水平搅拌器的搅拌功率为8W/m3。

10.生物脱氮过程中氮的转化条件

生物反硝化过程包括氨氧化、硝化、硝化和反硝化。有机物的降解和碳化也伴随着这些过程。综合考虑各种因素(如菌种及其生长速率、溶解氧、pH值、温度、负荷等)，可有效降低和改善生物反硝化的全过程。

不错，总结的很详细.