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生物脫氮機理、AO工藝脫氮過程全解析
來源:http://m.hkibme.com2020-02-22 08:06:32

生物脫氮的基本原理是在將有機氮轉化為氨態(tài)氮的基礎上,先利用好氧段經(jīng)硝化作用,由硝化細菌和亞硝化細菌的協(xié)同作用,將氨氮通過反硝化作用轉化為亞硝態(tài)氮、硝態(tài)氮,即將NH3轉化為NO2--N和NO3--N。在缺氧條件下通過反硝化作用,以硝酸鹽氮為電子受體,以有機物為電子供體進行厭氧呼吸,并有外加碳源提供能量,將硝氮轉化為氮氣,即,將NO2--N(經(jīng)反亞硝化)和NO3--N(經(jīng)反硝化)還原為氮氣,溢出水面釋放到大氣,參與自然界氮的循環(huán)。水中含氮物質大量減少,降低出水的潛在危險性,達到從廢水中脫氮的目的。

由此可見,生物脫氮系統(tǒng)中硝化與反硝化反應需要具備如下條件: 硝化階段:足夠的溶解氧(DO)值在2mg/L以上,合適的溫度,最好20℃,不低于10℃,足夠長的污泥泥齡,合適的pH條件。 反硝化階段:硝酸鹽的存在,缺氧條件(DO)值在0.5mg/L左右,充足的碳源(能源),合適的pH條件。 通過上述原理,可組成缺氧與好氧池,即所謂A/O系統(tǒng)。

AO工藝法也叫厭氧-好氧工藝法,A(Anacrobic)是厭氧段,用與脫氮除磷;O(Oxic)是好氧段,用于除水中的有機物。

A/O法生物去除氨氮原理:污水中的氨氮,在充氧的條件下(O段),被硝化菌硝化為硝態(tài)氮,大量硝態(tài)氮回流至A段,在缺氧條件下,通過兼性厭氧反硝化菌作用,以污水中有機物作為電子供體,硝態(tài)氮作為電子受體,使硝態(tài)氮波還原為無污染的氮氣,逸入大氣從而達到最終脫氮的自的。

硝化反應:

NH4++2O2→NO3-+2H++H2O

反硝化反應:

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

QQ截圖20190704094211.jpg

如圖,A/O工藝將前段缺氧段和后段好氧段串聯(lián)在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。在缺氧段異養(yǎng)菌將污水中的淀粉、纖維、碳水化合物等懸浮污染物和可溶性有機物水解為有機酸,使大分子有機物分解為小分子有機物,不溶性的有機物轉化成可溶性有機物,當這些經(jīng)缺氧水解的產(chǎn)物進入好氧池進行好氧處理時,提高污水的可生化性,提高氧的效率;在缺氧段異養(yǎng)菌將蛋白質、脂肪等污染物進行氨化(有機鏈上的N或氨基酸中的氨基)游離出氨(NH3、NH4+),在充足供氧條件下,自養(yǎng)菌的硝化作用將NH3-N(NH4+)氧化為NO3-,通過回流控制返回至A池,在缺氧條件下,異氧菌的反硝化作用將NO3-還原為分子態(tài)氮(N2)完成C、N、O在生態(tài)中的循環(huán),實現(xiàn)污水無害化處理。

A/O法脫氮工藝的特點:

(a)流程簡單,勿需外加碳源與后曝氣池,以原污水為碳源,建設和運行費用較低;

(b)反硝化在前,硝化在后,設內循環(huán),以原污水中的有機底物作為碳源,效果好,反硝化反應充分;

(c)曝氣池在后,使反硝化殘留物得以進一步去除,提高了處理水水質;

(d)A段攪拌,只起使污泥懸浮,而避免DO的增加。O段的前段采用強曝氣,后段減少氣量,使內循環(huán)液的DO含量降低,以保證A段的缺氧狀態(tài)

 

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