日处理70吨地埋式污水处理装置

日处理70吨地埋式污水处理装置

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污水中氨氮的主要去除方法详解近20 年来, 对氨氮污水处理方面开展了较多的研究。其研究范围涉及生物法、物化法的各种处理工艺,目前氨氮处理实用性较好国内运用*多的技术为：生物脱氮法、氨吹脱汽提法、折点氯化法、化学沉淀法、离子交换法、液膜法、土壤灌溉法等。
生物法
1.生物法机理——生物硝化和反硝化机理
在污水的生物脱氮处理过程中，首先在好氧条件下,通过好氧硝化菌的作用 ,将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐或硝酸盐 ;然后在缺氧条件下,利用反硝化菌(脱氮菌)将亚硝酸盐和硝酸盐还原为氮气而从污水中逸出。因而,污水的生物脱氮包括硝化和反硝化两个阶段。
硝化反应是将氨氮转化为硝酸盐的过程 ,包括两个基本反应步骤 : 由亚硝酸菌参与的将氨氮转化为亚硝酸盐的反应;由硝酸菌参与的将亚硝酸盐转化为硝酸盐的反应。
在缺氧条件下,由于兼性脱氮菌(反硝化菌) 的作用,将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成N2的过程,称为反硝化。反硝化过程中的电子供体是各种各样的有机底物(碳源) 。
生物脱氮法可去除多种含氮化合物,总氮去除率可达70%—95%,二次污染小且比较经济,因此在国内外运用*多。但缺点是占地面积大,低温时效率低。
2.传统生物法
目前, 国内外对氨氮污水实际处理中应用较成熟的生物处理方法是传统的前置反硝化生物脱氮,如A/O、A2/O工艺等,都能在一定程度上去除污水中的氨氮。传统生物脱氮途径一般包括硝化和反硝化两个阶段,硝化和反硝化反应分别由硝化菌和反硝化菌作用完成,由于对环境条件的要求不同,这两个过程不能同时发生,而只能序列式进行,即硝化反应发生在好氧条件下,反硝化反应发生在缺氧或厌氧条件下。由此而发展起来的生物脱氮工艺大多将缺氧区与好氧区分开,形成分级硝化反硝化工艺,以便硝化与反硝化能够独立地进行。1932 年,Wuhrmann利用内源反硝化建立了后置反硝化工艺(post-denitrification),Ludzack和Ettinger于1962年提出了前置反硝化工艺(pre-denitrification) ,1973年Barnard 结合前面两种工艺又提出了A/O工艺,以及后又出现了各种改进工艺如Bardenpho、Phoredox (A2/ O) UCT、JBH、AAA 工艺等,这些都是典型的传统硝化反硝化工艺。
3. A/O系统
A/O脱氮除磷系统，即缺氧、好氧脱氮除磷系统。它是70年代主要由美国、南非等国开发的具有去除废水中氮污染物的工艺，同时对脱磷亦有一定的效果。其工艺流程是让废水依次经历缺氧、好氧两个阶段，故人们通称为缺氧、好氧脱氮除磷系统，简称A/O系统。A/O系统流程简单、运行管理方便，且很容易利用原厂改建，从而提高了出水水质。近年来已得到了越来越广泛的应用。

4.缺氧/ 好氧工艺(简称A2/O法)
A2- O 法处理工艺是在好氧条件下,污水中NH3和铵盐在硝化菌的作用下被氧化成NO2-—N和NO3-—N,然后在缺氧条件下,通过反硝化反应将NO2-—N和NO3-—N还原成N2,达到脱氮的目的。A2/O是目前普遍采用的工艺，它是在法A/O法的基础上增加一个厌氧段和一个缺氧段。
5.厌氧—缺氧—好氧工艺(简称A1 - A2/O工艺)
A1—A2/O工艺和A2/O工艺同属于硝化—反硝化为基本流程的生物脱氨工艺,所不同的是A1—A2/O工艺是在A1/O工艺基础上增加了一级预处理段—厌氧段(A1) ,目的在于通过水解(酸化) 的预处理,改变废水中难降解物质的分子结构,提高其可生化性,强化脱氮效果。
近几十年来,尽管生物脱氮技术有了很大的发展,但是,硝化和反硝化两个过程仍然需要在两个隔离的反应器中进行,或者在时间或空间上造成交替缺氧和好氧环境的同一个反应器中进行。并且传统的生物脱氮工艺,主要有前置反硝化和后置反硝化两种。前置反硝化能够利用废水中部分快速易降解有机物作碳源,虽然可节约反硝化阶段外加碳源的费用,但是,前置反硝化工艺对氮的去除不完全,废水和污泥循环比也较高,若想获得较高的氮去除率,则必须加大循环比,能耗相应也增加。而后置反硝化则有赖于外加快速易降解有机碳源的投加,同时还会产生大量污泥,并且出水中的COD和低水平的DO也影响出水水质。传统生物脱氮工艺存在不少问题:(1)工艺流程较长,占地面积大,基建投资高;(2) 由于硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度,特别是在低温冬季,造成系统的HRT 较长,需要较大的曝气池,增加了投资和运行费用;(3) 系统为维持较高的生物浓度及获得良好的脱氮效果,必须同时进行污泥和硝化液回流,增加了动力消耗和运行费用;(4) 系统抗冲击能力较弱,高浓度NH3- N 和NO2-废水会抑制硝化菌生长;(5) 硝化过程中产生的酸度需要投加碱中和,不仅增加了处理费用,而且还有可能造成二次污染等等。
水解(酸化)与厌氧消化的区别
从原理上讲，水解(酸化)是厌氧消化过程的第yi、二两个阶段但水解(酸化)工艺和厌氧消化追求的目标不同，因此是截然不同的处理方法。水解(酸化)系统中的的目的主要是将原水中的非溶解态有机物转变为溶解态有机物，特别是工业废水处理，主要是将其中难生物降解物质转变为易生物降解物质，提高废水的可生化性，以利于后续的好氧生物处理。考虑到后续好氧处理的能耗问题，水解(酸化)主要用于低浓度难降解废水的预处理。在混合厌氧消化系统中，水解酸化是和整个消化过程有机地结台在一起，共处于一个反应器中，水解、酸化的目的是为混合厌氧消化过程中的甲烷化阶段提供基质。而两相厌氧消化中的产酸段(产酸相)是将混合厌氧消化中的产酸段和产甲烷段分开，以便形成各自的*佳环境，同时，产酸相对所产生的酸的形态也有要求(主要为乙酸)。此外，废水中如含有高浓度的硝咳盐、亚硝酸盐、硫酸盆、亚硫酸盐时，这些物质及其转化产物不仅对甲烷苗有毒，而且影响沼气的质量，也在产酸相中予以去除。
因此，尽管水解(酸化)一好氧处理工艺中的水解(酸化)段、两相法厌氧发酵工艺中的产酸相和混合厌氧消化工艺中的产酸过程均产生有机酸，但由于三者的处理目的不同，各自的运行环境和条件存在着明显的差异，主要表现在以下几个方面：
(1)Eh不同
在混合厌氧消化系统中，由于完成水解、酸化的微生物和产甲烷微生物共处于同一反应器中，整个反应器的氧化还原电位Eh的控制必须首先满足对Eh要求严格的甲烷菌，一般为一300mV以下，因此。系统中的水解(酸化)微生物也是在这一电位值下工作的。而两相厌氧消化系统中，产酸相的氧化还原电位一般控制在一100mV一一300mV之间。据研究，水解(酸化)一好氧处理工艺中的水解(酸化)段为——典型的兼性过程，只要置Eh控制在+50mv以下，该过程即可顺利进行。
(2)pH值不同
在混合厌氧消化系统中，消化液的pH值控制在甲烷菌生氏的*佳pH范围，一般为6.8—7.2。而在两相厌氧消化系统中，产酸相的pH值一般控制在6.o一6.5之间，pH降低时，尽管产酸的速率增大，但形成的有机酸形态将发生变化，丙酸的相对含量增大，而丙酸对后续的甲烷相中的产甲烷菌会产生强烈的抑制作用。对于水解(酸化)一好氧处理系统来说，由于后续处理为好氧氧化，不存在丙酸的抑制问题，因此，控制的pH范围也较宽，从而可获得较高的水解(酸化)速率，一般pH维持在5.5—6.5之间。
(3)温度不同
三种工艺对温度的控制也不同，通常混合厌氧消化系统以及两相厌氧消化系统的温度均严格控制，要么中温消化(30一35oC)，要么高温消化(50一55oC)。而水解(酸化)一好氧处理工艺中的水解(酸化)段对工作温度无特殊要求，通常在常温下运行，也可获得较为满意的水解(酸化)效果。
影响水解(酸化)过程的主要因素
(1)基质的种类和形态
基质的种类和形态对水解(酸化)过程的速率有着重要影响。就多糖、蛋白质和脂肪三类物质来说，在相同的操作条件下，水解速率依次减小。同类有机物，分子量越大，水解越困难，相应池水解速率就越小。比如，就糖类物质来说，二聚糖比三聚糖容易水解;低聚糖比高聚糖容易水解。就分子结构来说，直链比支链易于水解;支链比环状易于水解;单环化合物比杂环或多环化合物易于水解。

日处理70吨地埋式污水处理装置水解液的pH值
水解液的pH值主要影响水解的速率、水解(酸化)的产物以及污泥的形态和结构。大量研究结果表明，水解(酸化)微生物对pH值变化的适应性较强，水解过程可在pH值宽达3.5—10.0的范围内顺利进行，但*佳的pH值为5.5—6.5。pH朝酸性方向或碱性方向移动时，水解速率都将减小。水解液pH值同时还影响水解产物的种类和含量。
(3)水力停留时间
水力停留时间是水解反应器运行控制的重要参数之一。它对反应器的影响，随着反应器的功能不同而不同。对于单纯以水解为目的的反应器，水力停留时间越长，被水解物质与水解微生物接触时间也就越长，相应地水解效率也就越高。一般为3-4小时。
(4)温度
水解反应是一典型的生物反向，因此.温度变化对水解反应的影响符合一般的生物反应规律，即在一定的范围内，温度越高，水解反应的速率越大。但研究表明，当温度在10一20oC之间变化时，水解反应速率变化不大，由此说明，水解微生物对低温变化的适应较强。
(5)粒径
粒径是影响颗粒状有机物水解(酸化)速率的重要因素之—粒径越大，单位重量有机物的比表面积越小.水解速率也就越小。由于颗粒态有机物的粒径对水解速宰相效率影响较大，因此，一些研究者建议，对含颗粒态有机物浓度较高的废水或污泥，在进入水解反应器前可利用泵或研磨机破碎，以减小污染物的粒径，从而加快水解反应的进行。
水解酸化池的作用
(1)可以用作反硝化脱氮。
(2)可以提高生化性能，提高后续好氧生化效果。
(3)目前的生活污水中化学合成材料(表面活性剂等)越来越多，水解酸化有利于此种物质的降解。