生物脫氮工藝
發布時間:2020-08-27 14:18:21 瀏覽:次
在污水生物處理中,氮元素的轉化是靠4個作用來完成的。
分別是同化、氨化、硝化和反硝化作用。
同化作用
就是微生物將氮轉化為自身細胞的組成部分,zui后可以通過剩余污泥排出。
氨化作用
是將有機氮轉化為氨氮,通過反應式可以看出這一過程有2個特點,一是需要氧氣;二是由于氨化菌是異養菌,所以整個過程都會消耗有機物。
硝化作用
分兩步,先是將氨氮氧化為亞硝酸氮,再將亞硝酸氮氧化為硝酸氮,這里面涉及到兩種細菌,但這不是zhong點,我就不說了。
這一過程的特點有2個,①個是消耗氧氣,第②個是因為產物中有H+,為了維持系統的pH,所以還要消耗堿度。
反硝化作用
生物脫氮的zui后一步,就是反硝化。
在這個過程中,上一步產生的亞硝酸氮和硝酸氮被還原為氮氣。
這一過程的特點有3個,一是需要控制嚴格的缺氧條件,二是需要碳源作為電子供體參與反應,三是會產生堿度。
接下來我們來看污水處理中是怎么進行生物脫氮的。
根據上面的脫氮原理,有科學家提出了三級生物脫氮工藝,如圖所示。
簡單粗暴,氨化階段給你上一個反應器,順便還去除有機物;
硝化階段再給你一個反應器,正好把上一個反應池中產生的氨氮轉化成硝態氮;
完了以后該反硝化了,好的,我們再來一個反應器,繼續把上一個池子中的硝態氮搞成氮氣。
其中有一個顯而易見的問題。
第①個反應器的氨化過程和第②個反應器的硝化過程,它倆都是需要氧氣的。
于是我們的前輩靈機一動,把它倆合二為一,結果就出現了下面的兩級生物脫氮工藝。
這樣的改進可節省了不少的基建費用。
后來覺得沉淀池1放在那里也沒啥必要,就給去掉了。
這樣就變成單級生物脫氮系統,又輕松節省一筆費用,這里就不放單級的圖了,大家可以自行腦補。
但是仔細觀察,貌似還有不妥之處。
首先前邊兒的反應器進行氨化作用的同時,消耗了有機物。
可是后邊兒的反應器在進行反硝化時,它又要往里加有機物。
再來,前邊兒的反應器中,我們要往里加堿度來中和H+。別問為什么,問了我就告訴你,因為硝化細菌它受不了7以下的pH,不然它就要死給你看。
可是到了后邊兒,反硝化過程中又會產生堿度。
所以,我們機智的前輩又想到了改良的辦法,那就是將反硝化反應器放在系統的zui前端。
讓原水中的有機物先參與反硝化過程,這樣既可以省去額外投加碳源的費用,還幫好氧池去除了一部分有機物,又減少了一部分曝氣的費用;
再有反硝化過程產生的堿度,可以直接補充給硝化過程,簡直是一石好幾鳥。
可能這里就有人疑惑了,反硝化過程設在zui前邊兒怎么能行呢?
畢竟反硝化過程是要硝態氮參與反應的,但是進水的氮它可不是硝態氮啊。
所以這里存在一個很關鍵的步驟,就是硝化液的回流,也叫做內回流。
只要將好氧池的混合液回流到缺氧池,就可以解決這個問題。