污水處理成套設(shè)備中氨氮的主要去除方法

污水中氨氮的主要去除方法詳解近20年來(lái)，對(duì)氨氮污水處理的研究較多。研究范圍涵蓋各種處理工藝生物方法和物理化學(xué)方法。目前氨氮處理實(shí)用性較好。國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用的技術(shù)有:生物脫氮、氨吹脫、折疊氯化、化學(xué)沉淀、離子交換、液膜法、土壤灌溉法等。

生物學(xué)方法

1.生物機(jī)制-生物硝化和反硝化機(jī)制

在污水 處理的生物脫氮過(guò)程中，首先在好氧條件下，通過(guò)好氧硝化細(xì)菌的作用，將污水中的氨氮氧化為亞硝酸鹽或硝酸鹽；然后在缺氧條件下，利用反硝化菌(反硝化菌)將亞硝酸鹽和硝酸鹽還原為氮?dú)?，從污水逃逸。因此污水的生物脫氮包括硝化和反硝化兩個(gè)階段。

硝化反應(yīng)是將氨氮轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的過(guò)程，包括兩個(gè)基本反應(yīng)步驟:亞硝酸鹽細(xì)菌將氨氮轉(zhuǎn)化為亞硝酸鹽的反應(yīng)；硝化細(xì)菌將亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為硝酸鹽的反應(yīng)。

缺氧條件下，利用兼性反硝化菌(反硝化菌)將硝化過(guò)程中產(chǎn)生的硝酸鹽或亞硝酸鹽還原為N2的過(guò)程稱為反硝化作用。反硝化過(guò)程中的電子供體是各種有機(jī)底物(碳源)。

生物脫氮可以去除多種含氮化合物，總氮去除率可達(dá)70%-95%，二次污染小且相對(duì)經(jīng)濟(jì)，因此在國(guó)內(nèi)外得到廣泛應(yīng)用。但其缺點(diǎn)是占地面積大，低溫下效率低。

2.傳統(tǒng)生物方法

目前，國(guó)內(nèi)外氨氮污水采用的比較成熟的生物處理法是傳統(tǒng)的前置反硝化生物脫氮，如A/O、A2/O工藝等。，可以在污水中進(jìn)行一定程度的移除。傳統(tǒng)的生物脫氮方式一般包括硝化和反硝化兩個(gè)階段。硝化和反硝化分別由硝化細(xì)菌和反硝化細(xì)菌完成。由于對(duì)環(huán)境條件的要求不同，這兩個(gè)過(guò)程不能同時(shí)發(fā)生，只能順序進(jìn)行，即硝化在好氧條件下進(jìn)行，反硝化在缺氧或厭氧條件下進(jìn)行。而發(fā)達(dá)的生物反硝化工藝大多將缺氧區(qū)和好氧區(qū)分開(kāi)，形成分級(jí)硝化反硝化工藝，使硝化和反硝化可以獨(dú)立進(jìn)行。1932年，Wuhrmann利用內(nèi)源反硝化建立了后反硝化工藝(后反硝化)，Ludzack和Ettinger于1962年提出了前反硝化工藝(前反硝化)。1973年巴納德結(jié)合前兩者工藝提出了A/O 工藝，隨后又有了各種改進(jìn)工藝如巴登弗、佛爾多克斯(A2/ O) UCT、JBH、AAA 工藝等等。

3.音頻/視頻系統(tǒng)

A/O脫氮除磷系統(tǒng)，即缺氧和好氧脫氮除磷系統(tǒng)。是美國(guó)、南非等國(guó)在70年代開(kāi)發(fā)的a 工藝，可以去除廢水中的氮污染物，對(duì)除磷也有一定效果。工藝流程就是讓廢水依次經(jīng)過(guò)缺氧和好氧兩個(gè)階段，所以人們俗稱之為缺氧好氧脫氮除磷系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱A/O系統(tǒng)。A/O系統(tǒng)流程簡(jiǎn)單，操作管理方便，易于原廠改造，提高出水水質(zhì)。近年來(lái)，它得到了廣泛的應(yīng)用。

4.缺氧/好氧工藝(簡(jiǎn)稱A2/O法)

A2- O法處理工藝是在好氧條件下，在硝化細(xì)菌的作用下，將污水中的NH3和銨鹽氧化成NO2-N和NO3-N，然后在缺氧條件下，通過(guò)反硝化反應(yīng)將NO2-N和NO3-N還原成N2，實(shí)現(xiàn)反硝化。目前廣泛使用的A2/O工藝，是在A/O法的基礎(chǔ)上增加了厭氧段和缺氧段，傳統(tǒng)的A2/O工藝流程

5.厭氧-缺氧-好氧工藝(簡(jiǎn)稱A1-A2/O工藝)

A1—A2/O工藝和A2/O工藝屬于以硝化-反硝化為基本的生物脫氨工藝，不同的是A1—A2/O工藝在A1/O。

近幾十年來(lái)，盡管生物脫氮技術(shù)有了很大的發(fā)展，但硝化和反硝化兩個(gè)過(guò)程仍然需要在兩個(gè)隔離的反應(yīng)器中進(jìn)行，或者在同一反應(yīng)器中進(jìn)行，造成時(shí)間或空間上交替的缺氧和好氧環(huán)境。而傳統(tǒng)的生物脫氮工藝主要包括前置脫氮和后置脫氮。前置反硝化可以利用廢水中一些快速易降解的有機(jī)物作為碳源。雖然可以節(jié)省反硝化階段添加碳源的成本，但是前置反硝化工藝脫氮不完全，廢水和污泥的循環(huán)比例也較高。要想獲得較高的脫氮率，必須相應(yīng)提高循環(huán)比和能耗。后期反硝化依賴于快速易降解有機(jī)碳源的加入，同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量污泥，出水COD和低水平DO也影響出水水質(zhì)。傳統(tǒng)的生物脫氮工藝存在很多問(wèn)題:(1)工藝流程時(shí)間長(zhǎng)，占地面積大，資金投入高；(2)由于硝化細(xì)菌增殖緩慢，難以維持較高的生物濃度，特別是在低溫冬季，系統(tǒng)的HRT較長(zhǎng)，需要較大的曝氣池，增加了投資和運(yùn)行費(fèi)用；(3)為了維持較高的生物濃度和獲得良好的脫氮效果，系統(tǒng)必須同時(shí)回流污泥和硝化液，增加了動(dòng)力消耗和運(yùn)行費(fèi)用；(4)系統(tǒng)抗沖擊能力弱，高濃度的NH3- N和NO2-廢水會(huì)抑制硝化細(xì)菌的生長(zhǎng)；(5)硝化過(guò)程中產(chǎn)生的酸性需要加堿中和，不僅增加處理成本，還可能造成二次污染等等。

6.新型生物脫氮方法工藝

隨著生物脫氮技術(shù)的深入研究，其新的發(fā)展突破了傳統(tǒng)理論的認(rèn)識(shí)。近年來(lái)，許多研究表明，硝化作用不僅由自養(yǎng)細(xì)菌完成，也由一些異養(yǎng)細(xì)菌完成。反硝化作用不僅在厭氧條件下進(jìn)行，而且對(duì)某些細(xì)菌來(lái)說(shuō)也在有氧條件下進(jìn)行。而且很多好氧反硝化菌也是異養(yǎng)反硝化菌(如硫球泛菌)，可以將NH4+氧化成NO2-，然后直接反硝化。概念和工藝生物脫氮技術(shù)的新發(fā)展主要有:短程(或簡(jiǎn)易)硝化-反硝化、同步硝化-反硝化-示范-SND和厭氧氨氧化-anammox。

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