新型生物脱氮工艺
生物脱氮机理、ao工艺脱氮解释
生物脱氮机理、AO工艺脱氮过程解释生物脱氮的基本原理是在将有机氮转化为氨态氮的基础上,先利用好氧段经硝化作用,由硝化细菌和亚硝化细菌的协同作用,将氨氮通过反硝化作用转化为亚硝态氮、硝态氮,即将NH3转化为NO2--N和NO3--N。
在缺氧条件下通过反硝化作用,以硝酸盐氮为电子受体,以有机物为电子供体进行厌氧呼吸,并有外加碳源提供能量,将硝氮转化为氮气,即,将NO2--N(经反亚硝化)和NO3--N(经反硝化)还原为氮气,溢出水面释放到大气,参与自然界氮的循环。
水中含氮物质大量减少,降低出水的潜在危险性,达到从废水中脱氮的目的。
由此可见,生物脱氮系统中硝化与反硝化反应需要具备如下条件:硝化阶段:足够的溶解氧(DO)值在2mg/L以上,合适的温度,最好20℃,不低于10℃,足够长的污泥泥龄,合适的pH条件。
反硝化阶段:硝酸盐的存在,缺氧条件(DO)值在0.5mg/L左右,充足的碳源(能源),合适的pH条件。
通过上述原理,可组成缺氧与好氧池,即所谓A/O系统。
AO工艺法也叫厌氧-好氧工艺法,A(Anacrobic)是厌氧段,用与脱氮除磷;O(Oxic)是好氧段,用于除水中的有机物。
A/O法生物去除氨氮原理:污水中的氨氮,在充氧的条件下(O段),被硝化菌硝化为硝态氮,大量硝态氮回流至A段,在缺氧条件下,通过兼性厌氧反硝化菌作用,以污水中有机物作为电子供体,硝态氮作为电子受体,使硝态氮波还原为无污染的氮气,逸入大气从而达到最终脱氮的自的。
硝化反应:NH4++2O2→NO3-+2H++H2O反硝化反应:6NO3-+5CH3OH(有机物)→5CO2↑+7H2O+6OH-+3N2↑如图,A/O工艺将前段缺氧段和后段好氧段串联在一起,A段DO不大于0.2mg/L,O段DO=2~4mg/L。
在缺氧段异养菌将污水中的淀粉、纤维、碳水化合物等悬浮污染物和可溶性有机物水解为有机酸,使大分子有机物分解为小分子有机物,不溶性的有机物转化成可溶性有机物,当这些经缺氧水解的产物进入好氧池进行好氧处理时,提高污水的可生化性,提高氧的效率;在缺氧段异养菌将蛋白质、脂肪等污染物进行氨化(有机链上的N或氨基酸中的氨基)游离出氨(NH3、NH4+),在充足供氧条件下,自养菌的硝化作用将NH3-N(NH4+)氧化为NO3-,通过回流控制返回至A池,在缺氧条件下,异氧菌的反硝化作用将NO3-还原为分子态氮(N2)完成C、N、O在生态中的循环,实现污水无害化处理。
生化脱氮工艺
生化脱氮工艺1、全程硝化反硝化全程硝化反硝化是目前应用最广时间最久的一种生物法,是在各种微生物作用下,经过硝化、反硝化等一系列反应将废水中的氨氮转化为氮气,从而达到废水治理的目的。
全程硝化反硝化法去除氨氮需要经过两个阶段:硝化反应:硝化反应由好氧自养型微生物完成,在有氧状态下,利用无机氮为氮源将NH 「化成NO-然后再氧化成NO B的过程。
硝化过程可以分成两个阶段。
第一阶段是由亚硝化菌将氨氮转化为亚硝酸盐(NO2),第二阶段由硝化菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐(NO3)0反硝化反应:反硝化反应是在缺氧状态下,反硝化菌将亚硝酸盐氮、硝酸盐氮还原成气态氮(N2)的过程。
反硝化菌为异养型微生物,多属于兼性细菌,在缺氧状态时,利用硝酸盐中的氧作为电子受体,以有机物(污水中的BOD成分)作为电子供体,提供能量并被氧化稳定。
全程硝化反硝化工程应用中主要有AO、A20>氧化沟等,是生物脱氮工业中应用较为成熟的方法。
全程硝化反硝化法具有效果稳定、操作简单、不产生二次污染、成本较低等优点。
该法也存在一些弊端,如当废水中C/N比值较低时必须补充碳源,对温度要求相对严格,低温时效率低,占地面积大,需氧量大,有些有害物质如重金属离子等对微生物有压制作用,需在进行生物法之前去除,此外,废水中,氨氮浓度过高对硝化过程也产生抑制作用,所以在处理高浓度氨氮废水前应进行预处理,使氨氮废水浓度小于500mg∕L传统生物法适用于处理含有有机物的低浓度氨氮废水,如生活污水、化工废水等。
2、同步硝化反硝化(SND)当硝化与反硝化在同一个反应器中同事进行时,称为同时消化反硝化(SND)。
废水中的溶解氧受扩散速度限制在微生物絮体或者生物膜上的微环境区域产生溶解氧梯度,使微生物絮体或生物膜的外表面溶解氧梯度,利于好氧硝化菌和氨化菌的生长繁殖,越深入絮体或膜内部,溶解氧浓度越低,产生缺氧区,反硝化菌占优势,从而形成同时消化反硝化过程。
影响同时消化反硝化的因素有PH值、温度、碱度、有机碳源、溶解氧及污泥龄等。
生物脱氮处理的工艺
生物脱氮处理的工艺生物脱氮是一种利用生物体代谢活动将氮污染物转化为无害物质的处理技术。
生物脱氮工艺主要包括生物脱氮污泥活性攪拌反应器法、生物脱氮填料法、生物脱氮滤池法、自然界吸附法等。
生物脱氮污泥活性攪拌反应器法是一种常见的生物脱氮工艺。
该工艺通过在反应器中加入脱氮污泥活性污泥来实现脱氮反应。
首先,废水中的氨氮经过生物脱氮反应器中的生物膜的吸附作用,被氨氧化细菌菌膜上的氨氧化酶催化氧化为亚硝酸氮。
然后,亚硝酸氮进一步被反硝化细菌利用有机物作为反硝化基质,将亚硝酸氮还原生成氮气释放到大气中。
生物脱氮填料法是另一种生物脱氮工艺。
该工艺通过在反应器中填充脱氮填料,如生物脱氮球体、生物脱氮网等,形成生物脱氮反应器。
废水通过填料层时,填料表面的微生物与废水中的氨氮进行吸附作用,将氨氮氧化为亚硝酸氮。
随后,亚硝酸氮进一步通过反硝化细菌利用有机物质进行反硝化反应,最终转化为氮气释放。
生物脱氮滤池法是一种利用滤池来进行生物脱氮的工艺。
该工艺通过在滤池内填充脱氮滤材,如生物脱氮砂、生物脱氮填料等,形成生物脱氮滤池。
废水通过滤池时,滤材表面的生物脱氮菌群与废水中的氨氮发生吸附作用,将氨氮氧化为亚硝酸氮。
然后,亚硝酸氮在滤材内通过反硝化细菌利用有机物质进行反硝化反应,最终转化为氮气释放。
自然界吸附法是一种较为简单的生物脱氮工艺。
该工艺利用自然界中存在的生物质,如湿地植物、藻类等,吸附废水中的氨氮。
湿地植物的根系和藻类表面的微生物通过吸附作用,将废水中的氨氮氧化为亚硝酸氮。
亚硝酸氮在湿地植物和藻类的根系中通过反硝化作用进一步还原为氮气释放到大气中。
综上所述,生物脱氮工艺包括生物脱氮污泥活性攪拌反应器法、生物脱氮填料法、生物脱氮滤池法和自然界吸附法等。
这些工艺利用特定的微生物和反应条件,将废水中的氨氮转化为无害物质,以达到脱氮处理的目的。
随着环境保护意识的提高和技术的不断发展,生物脱氮工艺在氮污染处理中具有广阔的应用前景。
生物脱氮工艺
生物脱氮工艺随着人类社会的不断发展,环境问题越来越引人关注。
其中,氮污染是一个严重的问题。
氮是生物体内必需的元素,但过量的氮却会对环境造成巨大的负担。
氮污染主要来自于农业、工业和城市污水处理等领域。
针对氮污染问题,科学家们研发了各种方法,其中生物脱氮工艺是一种环保、高效的氮污染治理方法。
一、生物脱氮的基本原理生物脱氮是利用微生物将废水中的氮转化为无害的氮气的过程。
该工艺的基本原理是:将含氮废水通过生物反应器,在一定的条件下,利用氨氧化细菌将氨氮转化为亚硝酸盐,再利用硝化细菌将亚硝酸盐转化为硝酸盐,最后通过反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气,从而达到脱氮的目的。
二、生物脱氮工艺的优点1、环保:生物脱氮工艺不需要添加任何化学药剂,不会产生二次污染,对环境没有负面影响。
2、高效:生物脱氮工艺可以达到较高的脱氮效率,对氮污染治理效果显著。
3、经济:生物脱氮工艺不需要大量投入,运行成本低,对于农业、工业和城市污水处理等领域都具有实用性。
三、生物脱氮工艺的应用领域1、城市污水处理:城市污水中含有大量的氮,如果不进行处理,会对周围环境和水体造成严重的污染。
生物脱氮工艺可以有效地降低污水中的氮含量,达到国家排放标准。
2、农业:农业是氮污染的主要来源之一。
生物脱氮工艺可以应用于农业废水的处理,减少氮肥的使用量,达到节约能源和环保的目的。
3、工业:工业废水中含有大量的氮,如果不进行处理,会对周围环境和水体造成严重的污染。
生物脱氮工艺可以应用于工业废水的处理,降低氮污染的程度。
四、生物脱氮工艺的发展趋势目前,生物脱氮工艺已经成为氮污染治理的主要手段之一。
随着科技的不断进步和人们对环境问题的重视,生物脱氮工艺也在不断发展和完善。
未来,生物脱氮工艺将会更加智能化、高效化和精准化,为氮污染治理提供更加优秀的解决方案。
总之,生物脱氮工艺是一种环保、高效、经济的氮污染治理方法,已经在城市污水处理、农业和工业废水处理等领域得到广泛应用。
新型生物脱氮技术
半硝化反应器的出水(含有NH4+和NO2-)作为厌氧氨氧化反应器的进水。在厌氧氨 氧化反应器内发生厌氧反应,有95%的氮转变成 N2,另外,还有少量的NO3-随出水 排出。
半硝化-厌氧氨氧化工艺适合处理高浓度NH4+-N废水和有机碳含量低的高NH4+-N浓 度工业废水。出水NH4+-N 可达到6.7mg/L、TN为24mg/L。
新型生物脱氮技术
环境生物技术
新型生物脱氮技术
一、传统生物脱氮简介
1、脱氮原理 2、传统脱氮工艺
二、新型生物脱氮技术
1、半硝化工艺(SHARON) 2、厌氧氨氧化工艺(ANAMMOX) 3、半硝化-厌氧氨氧化工艺( SHARON –ANAMMOX) 4、生物膜内自养脱氮工艺 ( CANON) 5、总结
有机氮通过酶和微生物作 用下释放氨的过程
微生物将氨氧化成亚硝酸盐, 硝态氮在反硝化细菌作用下还原 进一步氧化成硝酸盐 成氮气
微生物
细菌 霉菌 异养微生物:芽孢 杆菌、节杆菌、木 霉、曲霉、青霉等
亚硝化菌 硝化菌 以HCO3-为碳源,自 养;硝化反应消耗碱 度,pH下降;耗氧 4.2g/g( NH4+- NO3-)。 O2作为电子供体。
4、臭氧湿式氧化 一种处理含氨氮废水比较有效的技术。碱性条件下,通过O3的湿式氧化过程产 生一些氧化能力很强的OH自由基,氧化水中氨氮。 可作为含有机物又含无机污染物废水的预处理; 也可作为废水深度处理后处理进一步降解废水中污染物。
5、生物电极脱氮技术 生物法和电化学结合起来的一种处理硝酸态氮污染水的生物电极法。 污水中的硝酸态氮在生物和电化学双重作用下降解,而微电流又可以刺激微生 物代谢活动。 把脱氮菌作为生物膜固定在一炭为材料的电极上,称为固定化微生物电极。 通过电极间通电产+ 2 H2O
厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍
Canon工艺是2002年首先由荷兰Delft 工业大学提出 的新型工艺生物脱氮工艺。在Canon工艺中亚硝酸 细菌把氨氧化成亚硝酸盐厌氧氨氧化菌则把氨和亚 硝酸盐转化成氮气。整个脱氮过程在亚硝酸菌和厌 氧氨氧化菌的协作下完成。亚硝酸菌的基质是氨和 氧气厌氧氨氧化细菌的基质是氨和亚硝酸盐在没有 外源亚硝酸盐的情况下厌氧氨氧化菌有赖于亚硝酸 菌提供基质。由于厌氧氨氧化菌和亚硝酸菌都是自 养型细菌因此Canon工艺无需外源有机物能够在完 全无机的条件下进行。 环境中的NH3-N与DO是决 定CANON工艺的两个关键因素目前该工艺在世界 上也处于研究阶段并没有真正得到工程应用。
林琳等研究了亚硝态氮、硝态氮、羟氨对 厌氧氨氧化的影响,得出氨和硝态氮,转 化比例为1.085氨和亚硝态氮的转化比例为 0.897在培养液中加人羟氨加速了厌氧氨氧 化反应的进行。杨洋等15研究了温度、pH 值和有机物对厌氧氨氧化污泥活性的影响 研究表明最佳温度为3035℃。温度和氨氧 化速率的关系可用修正的Arrhenius描述。 最佳pH值为7.09.0pH值和氨氧化速率的关 系可用双底物双抑制。
ANAMMOX转化过程是自然氮循环的一条 巧妙的捷径。结合亚硝酸反应, ANAMMOX细菌将铵氨(NH4+)直接转化为 气。帕克环保与代尔夫特技术大学(荷兰) 密切合作,开发了该工艺的工业应用。 2002年夏天第一个ANAMMOX工业装置在 荷兰启动。目前有四个ANAMMOX工业装 置在运行。
很高的总去除率 二氧化碳产生量比传统硝化/反硝化工艺减 少90% 减少50%的空间需求 动力消耗比传统硝化/反硝化工艺减少60% 不消耗甲醇 剩余污泥产量极少
该工艺的核心是应用硝酸菌和亚硝酸菌的 不同生长速率即高温30-35℃下亚硝酸菌的 生长速率明显噶偶硝酸菌的生长速率这一 固有特性控制系统水力停留时间与反应温 度。从而使硝酸菌被淘汰形成反应器中亚 硝酸菌的积累使氨氧化控制在亚硝化阶段。 该工艺反应温度高微生物增殖快。好养停 留时间短微生物活性高而Ks值也高进出水 浓度无相关性使得进水浓度越高去除率越 高。
缺氧好氧生物脱氮工艺
缺氧好氧生物脱氮工艺全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:缺氧好氧生物脱氮工艺是一种通过在缺氧和好氧环境下结合运用不同类型微生物来去除废水中的氮元素的工艺。
这种工艺结合了缺氧条件下厌氧氨氧化和好氧颗粒活性污泥(PLA)程序脱氮技术,能有效地减少氮排放。
氮是废水中的一种重要污染物,主要来源于生活污水、工业废水和农业排放。
氮的过量排放会导致水体富营养化,引起藻类过度生长,造成水体缺氧、腐败和富营养化等问题,对水生生物和水质造成严重危害。
对氮元素的减排成为环保领域的一个重要课题。
缺氧好氧生物脱氮工艺通过结合好氧和缺氧条件下的微生物活动来实现氮的有效去除。
在缺氧条件下,厌氧氨氧化过程中,氨氮首先通过厌氧氨氧化细菌氧化为亚硝态氮,然后在好氧条件下,颗粒活性污泥(PLA)通过水解和硝化反应将亚硝态氮进一步氧化成硝态氮,最终通过硝化反应将硝态氮还原为气态氮气,实现氮的去除。
缺氧好氧生物脱氮工艺具有许多优点。
该工艺采用了厌氧氨氧化和PLA程序相结合的方式,有效地提高了氮去除效率。
该工艺采用生物方法去除氮元素,减少了化学药剂的使用,降低了运行成本。
该工艺对过硝化、挥发性有机物和pH等参数的变化具有一定的稳定性,适用于不同的水质条件。
缺氧好氧生物脱氮工艺还可以较好地应用于氮和磷同时去除的工艺中。
由于生物脱氮工艺对磷的需氧量较小,可通过调控好氧和缺氧条件下的微生物活动,实现氮和磷的同时去除,提高了废水处理的综合效益。
需要指出的是,缺氧好氧生物脱氮工艺在实际应用中还存在一些问题。
对于废水中氮的去除效率受到温度、pH值、C/N比和氧气供应等多种因素的影响,需要合理的调控和控制。
该工艺在处理高氨氮废水时可能会产生硫酸盐、硝酸盐和硫化氢等有害产物,需要进行后续处理。
第二篇示例:缺氧好氧生物脱氮工艺是一种利用生物自然功能进行废水处理的技术,通过调控缺氧和好氧环境下微生物的代谢过程,实现废水中氮的去除。
该工艺具有环保、经济、高效等优点,受到了广泛关注和应用。
一种新型生物脱氮工艺——SHARON-ANAMMOX组合工艺
通过计算与分析,我们可以知道,与传统的生物 脱氮工艺相比,SHARON 工艺至少具有下述优点: !可节省反硝化过程所需要的外加碳源,即 NO2反硝化比 NO3- 反硝化可节省 40% 的碳源;"因为 只需要将氨氮氧化到亚硝酸盐,可减少 25% 左右的 供气量,降低能耗。
目前第一个生产规模的 SHARON 工艺已经于 1998 年初在荷兰鹿特丹的 Dok1aven 废水处理厂建 成并投入运行[8],该 SHARON 反应器进水氨氮浓 度为 1 g / L,进水氨氮的总量为 1 200 kg / c,氨氮的 去除率为 85% 。据 Logemann 等人[14]报道,在荷兰 还有两家应用 SHARON 工艺的污水处理厂正在建 设之中。 2 ANAMMOX 工艺
在同一个反应器内,先在有氧条件下,利用氨氧化细
菌将氨氧化生成 NO2- ;然后在缺氧条件下,以有机 物为电子供体,将亚硝酸盐反硝化,生成氮气。其反
应式如式(l),式(2)所示。该工艺实际上是一种短 程生物脱氮工艺[l0]。
NH4+ + l . 5O2!NO2- + 2H + + H2 O NO2- + 3[H]+ H + !0 . 5N2 + 2H2 O
还有人认为,游离氨对从 NO2- - N 到 NO3- - N 的硝化过程具有明显的抑制作用[16],随着 pH 的升 高,反应器内游离氨的浓度增大,硝化反应受到的抑 制作用加大,有可能造成 NO2- - N 的积累。但是, Turk 等人[17]的研究也表明,硝化菌对于游离氨的 抑制作用具有较强的适应性,一旦运行时间较长,游 离氨对硝化细菌的抑制就会减弱,而导致 NO2- - N 积累的不稳定。
生物脱氮工艺流程
生物脱氮工艺流程
《生物脱氮工艺流程》
生物脱氮是一种利用特定微生物去除水体或土壤中的氮污染物的技术。
氮污染是导致水体富营养化和土壤肥力下降的主要原因之一,因此生物脱氮工艺受到了广泛关注。
生物脱氮工艺流程通常包括以下几个步骤:
1. 排污口采样:首先需要对排放的污水样品进行采样,并对污水中的氮含量进行分析,以确定污染程度。
2. 微生物菌种筛选:筛选出具有脱氮功能的微生物菌种,并进行培养繁殖。
这些微生物可以通过生物活性污泥或者特定培养方法获得。
3. 反应池处理:将经过筛选和培养的微生物加入到反应池中,与待处理的污水混合。
在适当的物理和化学条件下,微生物将通过吸附、吸收和降解等方式去除污水中的氮化合物。
4. 二次沉淀:经过反应池处理后,污水中的微生物和沉淀物会沉淀到底部形成污泥,通过沉淀槽进行二次沉淀处理,将污泥分离出来。
5. 澄清处理:将经过二次沉淀的清水进行澄清处理,去除其中的残余微生物和污染物,使之符合排放标准。
6. 重复利用:经过生物脱氮处理后的水体可以用于灌溉、农业用水或者工业用水等,实现资源的重复利用。
随着对环境保护的要求越来越高,生物脱氮工艺流程成为了处理水体和土壤氮污染的一种重要方法。
它具有技术成本低、运行稳定、处理效果好等优点,受到了工程和环境领域的广泛应用和推广。
生物脱氮工艺技术原理
生物脱氮工艺技术原理生物脱氮工艺技术是一种通过微生物作用将废水中的氮化合物转化为氮气的方法。
其原理基于生物学中的氮循环和微生物的生态学特性。
氮是水体中一种普遍存在的污染物之一,主要以氨、亚硝酸盐和硝酸盐形式存在。
氮的排放会导致水体富营养化,引发藻类大量繁殖,形成水华,并且会导致水体中生物多样性的减少。
因此,控制水体中的氮污染是环境保护的重要课题之一。
生物脱氮工艺技术的原理可以分为两个步骤,即硝化和反硝化。
硝化是指将氨化合物转化为亚硝酸盐和硝酸盐的过程,该过程由两个微生物群落完成:氨氧化细菌(AOB)和亚硝化细菌(NOB)。
AOB能够将氨氧化为亚硝酸盐,反之,NOB则将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。
硝化过程中,AOB需要通过吞噬培养基中的氨氮来提供能量,这也意味着硝化细菌需要有氨氮的来源,而这通常来自于废水中的氨化合物。
反硝化是指将硝酸盐还原为氮气的过程,该过程由厌氧细菌完成。
反硝化细菌可以在缺氧的条件下利用硝酸盐代做电子受体来进行呼吸作用。
在反硝化过程中,硝酸盐首先被还原成亚硝酸盐,然后亚硝酸盐进一步还原为氮气。
这样就将废水中的氮化合物转化为无害的氮气。
生物脱氮工艺技术有几种常用的实施方法,包括活性污泥法、硝化-反硝化变温法、生物反应器法等。
其中,活性污泥法是最常见的一种方法。
该方法通过在废水处理系统中引入活性污泥,使污泥中的微生物进行硝化和反硝化的反应。
活性污泥由含有硝化和反硝化菌的混合液体组成,并通过对氧气、氮气和废水的供给进行操作控制来维持污泥中的微生物群落。
总的来说,生物脱氮工艺技术通过利用微生物的特性,将废水中的氮化合物转化为氮气,从而实现对水体中氮污染的治理。
这种技术不仅有效地减少了氮污染物的排放,还减轻了废水处理的能源消耗和化学药剂的使用量,具有良好的环境和经济效益。
但是,对于不同类型的废水和处理要求,选择合适的生物脱氮工艺技术非常重要,以确保良好的脱氮效果。
生物脱氮新技术
生物脱氮新技术★废水物化脱氮技术1.空气吹脱法:利用废水中所含氨氮的实际浓度和平衡浓度之间存在的差异,在碱性条件下用空气吹脱,使废水中的氨氮不断地由液相转移到气相中,达到从废水中去除氨氮目的。
2.折点氯化法:将氯气或次氯酸钠投入污水,将废水中的氨氮氧化成N2的化学脱氮工艺。
可作单独工艺,也可对生物脱氮工艺的出水进行深度处理。
出水可控制氨氮在0.1mg/L。
3.选择性离子交换法:离子交换中固相交换剂和废水中NH4+间进行化学置换反应。
设备简单、易于操作,效率高;离子交换剂用量大,需频繁再生。
对废水预处理要求高,运行成本高。
4.化学沉淀法:投加Mg2+和PO43+,使之与氨氮生成难溶复盐MgNH4PO4·6H2O沉淀物,从而达到脱氮目的。
可以处理各种浓度的氨氮废水,特别是高浓度氨氮废水。
5.化学中和法:浓度大于2%-3%的氨的碱性废水要先考虑回收利用,制成硫铵。
不易回收的可与酸性水或废气(CO、CO2、SO2)中和,若中和后达不到要求,补加化学药剂再中和。
6.乳化液膜分离法:含氨废水以选择透过液膜为分离介质,在液膜两侧通过被选择透过物质(NH3)浓度差和扩散传递为推动力,使透过物质(NH3)进入膜内,达到分离的目的。
第一部分★传统废水生物脱氮过程和原理1.2.3.素矿化。
微生物:细菌、各种霉菌。
硝化作用指微生物将NH4+氧化成NO2-,再进一步氧化成NO3-的过程。
微生物:亚硝化菌:亚硝化单胞菌(Nitrosomonas),将NH4+氧化成NO2-;硝化菌:硝化杆菌(Nitrobacter),将NO2-氧化成NO3-。
(自养型微生物)反硝化作用将NO3-或NO2-还原成N2或N2O的过程。
微生物:硝化菌(异养型微生物)二、影响因素⑴ pH:通常把硝化段运行的pH控制在7.2-8.2,反硝化段pH控制在7.5-9.2 。
⑵温度:硝化反应适宜温度为30~35℃,在此范围反应速率随温度升高而加快。
厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺介绍PPT课件
无需外加碳源
传统的硝化反硝化工艺需要外加碳源 作为电子供体,而厌氧氨氧化工艺则 无需添加碳源。
在碳源缺乏的条件下,厌氧氨氧化工 艺的优势更加明显,可以实现高效的 脱氮处理。
避免了外加碳源的费用和来源问题, 降低了处理成本。
04 厌氧氨氧化(Anammox) 工艺的挑战与前景
微生物种群稳定性
要点一
Anammox工艺的应用场景
Anammox工艺可以应用于各种类型的污水处理厂,特别是对于高氨氮废水的处理具有很好 的效果。
该工艺可以应用于城市污水处理、工业废水处理、农业废水处理等领域,具有广阔的应用前 景。
在城市污水处理中,Anammox工艺可以应用于污水处理厂的脱氮处理,提高出水水质;在 工业废水处理中,该工艺可以应用于高氨氮废水的处理;在农业废水处理中,Anammox工 艺可以应用于畜禽养殖废水的处理。
工业化应用前景
总结词
尽管厌氧氨氧化工艺在研究和应用方面取得了一定的 进展,但仍面临一些挑战和限制。
详细描述
目前,厌氧氨氧化工艺已经在一些污水处理厂和工业废 水处理中得到应用,取得了较好的效果。然而,该工艺 仍面临着一些挑战和限制,如高盐度、有毒物质和短停 留时间等。因此,未来需要进一步研究和改进厌氧氨氧 化工艺,提高其处理效率、稳定性和适应性,以满足工 业化应用的需求。同时,也需要加强该工艺的经济、环 境和可持续性方面的评估和研究,为工业化应用提供更 加全面和可靠的支持。
比较与启示
技术优势
经济性分析
厌氧氨氧化工艺具有高效、节能、环保等 优势,尤其适合处理高氨氮废水。
虽然引进和自主研发Anammox工艺的前期 投资较大,但长期运行下来,其运行费用 较低,经济效益显著。
环境效益
污水处理工艺脱氮
污水处理工艺脱氮引言概述:污水处理工艺脱氮是一种重要的环保技术,用于去除污水中的氮化物,减少氮污染对环境的影响。
本文将介绍污水处理工艺脱氮的原理和常用方法,并详细阐述其中的五个关键部分。
一、生物脱氮工艺1.1 厌氧氨氧化厌氧氨氧化是一种常用的生物脱氮工艺,通过在缺氧条件下,利用厌氧氨氧化细菌将氨氮转化为氮气,实现脱氮效果。
1.2 反硝化反硝化是另一种常见的生物脱氮工艺,它利用反硝化细菌将硝酸盐还原为氮气,从而实现脱氮效果。
1.3 厌氧氨氧化与反硝化的结合厌氧氨氧化与反硝化可以结合应用,通过两个阶段的反应,将氨氮转化为氮气,达到更好的脱氮效果。
二、物理脱氮工艺2.1 气体分离法气体分离法是一种常用的物理脱氮工艺,通过将污水中的氮气与其他气体分离,达到脱氮的目的。
2.2 膜分离法膜分离法是另一种常见的物理脱氮工艺,利用特殊的膜材料,将氮气从污水中分离出来,实现脱氮效果。
2.3 吸附法吸附法是一种基于物理吸附原理的脱氮工艺,通过将污水中的氮气吸附到吸附材料上,实现脱氮效果。
三、化学脱氮工艺3.1 化学沉淀法化学沉淀法是一种常用的化学脱氮工艺,通过加入化学试剂,使污水中的氮化物与试剂发生反应,形成沉淀物,实现脱氮效果。
3.2 化学氧化法化学氧化法是另一种常见的化学脱氮工艺,通过加入氧化剂,将污水中的氮化物氧化为氮气,从而实现脱氮效果。
3.3 化学还原法化学还原法是一种基于还原反应的脱氮工艺,通过加入还原剂,将污水中的氮化物还原为氮气,达到脱氮的目的。
四、生物化学结合工艺4.1 活性炭吸附与生物降解结合活性炭吸附与生物降解结合是一种常用的生物化学结合工艺,通过利用活性炭吸附污水中的氮化物,再利用生物降解细菌将吸附的氮化物降解,达到脱氮效果。
4.2 膜分离与生物脱氮结合膜分离与生物脱氮结合是另一种常见的生物化学结合工艺,通过利用膜分离将污水中的氮气分离出来,再利用生物脱氮工艺将氮气转化为氮气,实现脱氮效果。
三种生物脱氮工艺的区别
三种生物脱氮工艺的区别
生物脱氮是一种利用生物活性菌群来将废水中的氮化合物(如氨氮、亚硝态氮和硝态氮)转化为氮气的处理工艺。
下面是三种常见的生物脱氮工艺的区别:
1. 传统生物脱氮工艺:传统的生物脱氮工艺主要包括硝化和反硝化两个步骤。
在硝化步骤中,氨氮被硝化细菌转化为亚硝态氮和硝态氮。
在反硝化步骤中,异养反硝化菌将硝态氮还原为氮气释放到大气中。
传统的生物脱氮工艺需要维持两种菌群的存在,操作和控制相对较为复杂。
2. A2O生物脱氮工艺:A2O是Anaerobic-Anoxic-Oxic的缩写,指的是厌氧区、缺氧区和好氧区。
A2O工艺将硝化和反硝化工序放置在不同的区域进行处理,厌氧区和缺氧区利用厌氧细菌完成硝化反应,而好氧区则利用好氧细菌进行反硝化作用。
相比传统工艺,A2O工艺具有较低的能耗和较高的处理效果。
3. 生物膜法生物脱氮工艺:生物膜法主要是指以生物膜为载体的生物污水处理技术。
对于生物脱氮来说,生物膜法通常使用膜生物反应器(MBR)进行处理。
MBR结合了生物脱氮和膜分离技术,能够有效地分离细菌和废水,提高脱氮效果,并允许高浓度的生物污泥悬浮于反应器中。
MBR技术具有较高的氮去除效率和出水水质稳定性。
总体而言,这三种生物脱氮工艺在操作和控制上有所不同,但都能有效地将废水中的氮化合物转化为氮气,达到脱氮的目的。
选择何种工艺应考虑到具体的废水
性质、处理能力和运营成本等因素。
污水处理工艺脱氮
污水处理工艺脱氮污水处理工艺脱氮是指在污水处理过程中,采用一定的技术手段将污水中的氮气化合物去除的过程。
脱氮工艺的实施可以有效减少氮气化合物对水体环境的污染,保护水资源,改善生态环境。
下面将从脱氮工艺的原理、常见脱氮工艺、脱氮工艺的应用、脱氮工艺的优势和发展趋势等方面进行详细介绍。
一、脱氮工艺的原理1.1 生物脱氮原理:利用厌氧细菌将氨氮还原为氮气的过程。
1.2 化学脱氮原理:利用化学试剂将氨氮转化为氮气的过程。
1.3 物理脱氮原理:通过物理方法将氮气从污水中分离出来。
二、常见脱氮工艺2.1 生物脱氮工艺:包括厌氧氨氧化、厌氧硝化反硝化等过程。
2.2 化学脱氮工艺:包括硝化反硝化、氨气氧化等过程。
2.3 物理脱氮工艺:包括气浮法、膜分离等方法。
三、脱氮工艺的应用3.1 城市污水处理厂:常用于城市污水处理厂中,用于去除污水中的氮气化合物。
3.2 工业废水处理:用于工业废水处理中,减少氮气化合物对环境的影响。
3.3 农业废水处理:用于农业废水处理中,改善水质,保护农田生态环境。
四、脱氮工艺的优势4.1 减少氮气化合物对水体的污染,保护水资源。
4.2 降低氮气化合物对水生生物的危害,改善水生生态环境。
4.3 提高污水处理效率,减少处理成本,节约资源。
五、脱氮工艺的发展趋势5.1 绿色环保:未来脱氮工艺将更加注重绿色环保,减少对环境的影响。
5.2 高效节能:未来脱氮工艺将更加注重高效节能,提高处理效率,降低能耗。
5.3 智能化技术:未来脱氮工艺将更加智能化,采用先进技术提升处理水平。
总之,污水处理工艺脱氮在实际应用中具有重要意义,通过不断改进和创新,可以更好地保护水资源,改善环境质量,促进可持续发展。
希翼未来脱氮工艺能够得到更广泛的应用和推广,为人类创造更夸姣的生活环境。
生物脱氮工艺流程
生物脱氮工艺流程生物脱氮工艺是一种常用于处理废水中氨氮的方法。
其原理是利用特定的微生物群落将废水中的氨氮转化为氮气,从而将氨氮从废水中去除。
生物脱氮工艺流程一般包括预处理、硝化、反硝化等步骤。
首先是预处理阶段,目的是去除废水中的固体悬浮物、油脂和其他有机物质。
这一过程可以通过筛网、沉淀池、厌氧池等设施完成。
预处理的目的是为后续的微生物处理提供一个适宜的环境和条件。
第二个阶段是硝化阶段,也称为氨氧化过程。
在这个过程中,废水中的氨氮首先被氨氧化细菌通过氧化作用转化成亚硝酸盐。
硝化作用需要氧气作为氧化剂,因此通常会使用曝气池或其他氧气供应设施。
第三个阶段是反硝化阶段。
在这个过程中,亚硝酸盐会被反硝化细菌进一步还原为氧气或氮气,从而氮素得以从废水中去除。
反硝化作用是在无氧条件下进行的,因此需要提供一个无氧环境。
为了提高脱氮效率,常常会采用内循环反应器等装置,以增加微生物与废水的接触面积。
内循环反应器可以将废水循环流通,从而让微生物能够充分利用废水中的氨氮。
此外,反硝化过程是一个自噬过程,需要有机碳作为电子供体。
因此,在反硝化过程中,通常需要添加适量的有机碳源,如甲醇、乙醇等。
在整个生物脱氮过程中,温度、pH值、溶解氧浓度等参数都对微生物的生长和代谢活动有一定影响。
因此,需要对不同环境条件下的微生物进行研究和优化,以找到最适合生物脱氮过程的条件。
总之,生物脱氮工艺是一种利用微生物将废水中的氨氮转化为氮气的方法。
其主要包括预处理、硝化和反硝化等步骤。
通过合理调控各个环节的条件和参数,可以实现高效的废水处理和脱氮效果。
这种工艺具有无二次污染、投资成本低、运行费用低等优点,因此在废水处理中得到了广泛应用。
新型生物脱氮工艺原理
新型生物脱氮工艺原理1.硝化作用:在新型生物脱氮工艺中,首先进行的是硝化作用。
在这一过程中,氨氮被硝化细菌氧化为亚硝酸盐氮。
硝化细菌是一种广泛存在于自然环境中的微生物群落,它们能够利用氨氮等物质为能源进行代谢活动,将氨氮氧化为亚硝酸盐氮。
这一过程中,需供给足够的氧气作为废水中的硝化细菌的代谢需要。
2.反硝化作用:在硝化作用完成后,需要进行反硝化作用来进一步去除废水中的氨氮。
反硝化细菌是一种能够利用亚硝酸盐氮作为电子受体进行代谢活动的微生物群落。
亚硝酸盐氮会被反硝化细菌还原为氮气,并排放到大气中。
这一过程中,需同时供给有机物作为废水中的反硝化细菌的碳源,以维持其代谢活动。
3.硝化反硝化同步工艺:新型生物脱氮工艺不仅包括硝化作用和反硝化作用,还采用了硝化反硝化同步工艺。
这一工艺中,硝化和反硝化同时进行,从而实现氨氮的高效去除。
废水中的亚硝酸盐氮同时作为硝化和反硝化细菌的底物,使得氨氮的转化率更高,去除效果更好。
4.膜分离技术:新型生物脱氮工艺中常使用膜分离技术,利用特殊的膜材料将废水中的硝酸盐氮和氨氮分离出来。
膜分离技术能够将微生物和废水中的有机物分离开来,从而有效地防止微生物的流失,并提高脱氮效果。
常见的膜分离技术包括超滤、微滤和逆渗透等。
综上所述,新型生物脱氮工艺通过微生物的代谢活动将废水中的氨氮转化为无害的氮气排放。
利用硝化和反硝化作用以及硝化反硝化同步工艺,可以高效、稳定地去除废水中的氨氮。
而膜分离技术则可以保护微生物群落并提高脱氮效果。
这一工艺在处理污水中的氨氮问题上具有重要的应用价值。
Feammox_一种新型自养生物脱氮技术
Feammox:一种新型自养生物脱氮技术Feammox:一种新型自养生物脱氮技术引言氮是生命体所需的关键元素之一,然而过量的氮排放却对环境产生了严重影响。
传统的氮脱氮技术往往需要高能耗和高维护成本,因此寻找一种低成本高效的氮脱氮技术迫在眉睫。
近年来,一种名为Feammox的自养生物脱氮技术受到了广泛关注,其被认为是一种具有巨大潜力的新型氮脱氮技术。
一、Feammox的特点和原理Feammox是铁氧化异化亚硝酸盐自养生物脱氮技术的简称,其最大的特点是能够在无需硝化作用的情况下直接将氨氮转化为氮气。
Feammox菌根据最新的研究成果被发现存在于不同环境中,例如淡水河流、湖泊、沿海海域等。
Feammox菌具有多种功能基因,包括异化亚硝酸还原酶(Hydroxylamine oxidoreductase)和亚硝态氮转肽酶(Nitrite converting enzyme),它们的相互协作使得Feammox菌能够直接将氨氮转化为氮气。
Feammox是自养生物脱氮技术的一种变体,它不依赖于硝化细菌进行氨氮转化为亚硝酸盐和硝酸盐的除氮过程,而是通过Feammox菌直接将氨氮转化为氮气。
此外,Feammox菌还能直接氧化异化亚硝酸盐(NH2NO2)为硝酸盐(NO3-),这为解决自养生物脱氮过程中的亚硝酸盐积累问题提供了一种新途径。
因此,Feammox既避免了传统脱氮技术中硝化和反硝化两个步骤的需要,也减少了对化学药剂的依赖,为氮脱氮技术带来了更高的效率和低成本。
二、Feammox的应用1. 城市污水处理厂城市污水处理厂是一个大量涉及氮排放的场所,因此在这类场所应用Feammox技术能够显著提高脱氮效率。
传统的污水处理厂中一般需要采用硝化和反硝化工艺来完成脱氮过程,而Feammox技术不仅避免了这两个步骤的需要,还能更高效地将氨氮转化为氮气。
此外,城市污水处理厂一般具有较高的硝酸盐浓度,而Feammox技术还能够将亚硝酸盐高效转化为硝酸盐,进一步降低水体中亚硝酸盐的积累。
污水处理工艺脱氮
污水处理工艺脱氮污水处理是一项重要的环境保护工作,其中脱氮是其中的一个关键步骤。
脱氮的目的是从污水中去除氮化物,以减少对水体的污染和保护水生生物的生态环境。
下面将详细介绍污水处理工艺中常用的脱氮方法及其工作原理。
一、生物脱氮工艺生物脱氮工艺是目前最常用的脱氮方法之一。
其基本原理是利用特定的微生物将氨氮转化为氮气释放到大气中。
常见的生物脱氮工艺有硝化-反硝化法和硝化-硫化反硝化法。
1. 硝化-反硝化法硝化-反硝化法是通过两个微生物群体的协同作用来实现脱氮的过程。
首先,氨氮在硝化菌的作用下被氧化为亚硝酸盐,然后亚硝酸盐在反硝化菌的作用下被还原为氮气释放到大气中。
2. 硝化-硫化反硝化法硝化-硫化反硝化法是在硝化-反硝化法的基础上引入了硫化反硝化菌。
这种方法可以同时去除氮气和硫化物,达到了脱氮和脱硫的效果。
二、化学脱氮工艺化学脱氮工艺是通过添加化学药剂来实现脱氮的过程。
常见的化学脱氮方法有硝化法、硝化-硫化法和吸附法。
1. 硝化法硝化法是通过添加硝化剂来将氨氮转化为硝酸盐。
硝酸盐是一种稳定的化合物,可以在后续的处理过程中被去除。
2. 硝化-硫化法硝化-硫化法是在硝化法的基础上引入了硫化剂。
硫化剂可以将硝酸盐还原为氮气,并同时去除硫化物。
3. 吸附法吸附法是利用特定的吸附剂将氮化物吸附在表面,然后通过后续的处理过程将其去除。
常见的吸附剂有活性炭和离子交换树脂等。
三、物理脱氮工艺物理脱氮工艺是通过物理方法将氮化物从污水中分离出来。
常见的物理脱氮方法有气浮法和膜分离法。
1. 气浮法气浮法是利用气体的浮力将氮化物从污水中分离出来。
通过注入气体,使气泡在污水中形成气泡团,气泡团与氮化物结合后上浮到污水表面,然后通过刮泡器将其刮除。
2. 膜分离法膜分离法是利用特定的膜将氮化物从污水中分离出来。
常见的膜分离方法有微滤、超滤和反渗透等。
这些膜具有不同的孔径,可以选择性地截留氮化物。
综上所述,污水处理工艺中常用的脱氮方法有生物脱氮工艺、化学脱氮工艺和物理脱氮工艺。
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新型生物脱氮工艺摘要介绍六种新型生物脱氮工艺的基本原理和研究现状。
随后介绍新型生物脱氮工艺的原理和特征及工艺的发展前景。
关键词SHARON工艺;ANAMMOX工艺;SHARON-ANAMMOX组合工艺;OLAND 工艺;CANON工艺;随着现代工业的不断发展、化肥的普遍应用及大量生活污水的排放,废水中的氮污染日益严重。
各种水体富营养污染事件频繁爆发,破坏了水体原有的生态平衡,严重污染了周围环境。
我国作为水资源十分短缺的国家,严格控制脱氮污水的超标排放是十分必要的。
对于氮素污染的治理,国内外常见的工程技术有空气吹脱法、选择性离子交换法、折点氯化法、磷酸铵镁沉淀法、生物脱氮法等。
其中,生物脱氮法使用范围广,投资及运转成本低,操作简单,无二次污染,处理后的废水易达标排放,已成为脱氮常用处理方法。
1 传统生物脱氮工艺传统生物脱氮一般包括硝化和反硝化两个阶段,分别由硝化菌和反硝化菌完成。
硝化反应是由一类化能自养好样的硝化细菌完成,主要包括两个步骤:第1步称为亚硝化过程,由亚硝酸菌将氨态氮转化为亚硝酸盐;第2步称为硝化过程,由硝酸菌将亚硝酸盐进一步氧化为硝酸盐。
反硝化作用是在厌氧或缺氧条件下反硝化菌把硝酸盐转化为氮气排除。
该转化过程有许多中间产物,如HNO2、NO2和N2O。
反硝化菌多数是兼性厌氧菌,在无分子态氮存在的环境下,利用硝酸盐作为电子受体,有机物作为碳源和电子供体提供能量并被转化为CO2、H2O。
传统生物脱氮工艺在废水脱氮方面起到了一定的作用,但任存在以下问题[1]:(1)在低温冬季硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高的生物浓度。
造成系统总水力停留时间(HRT)长,有机负荷较低,增加了基建投资和运行费用。
(2)硝化过程是在有氧条件下完成的,需要大量的能耗;(3)反硝化过程需要一定的有机物,废水中的COD经过曝气有一大部分被去除,因此反硝化时往往要另外加入碳源;(4)系统为维持较高生物浓度及获得良好的脱氮效果,必须同时进行污泥回流和硝化液回流,增加了动力消耗及运行费用;(5)抗冲击能力弱,高浓度氨氮和亚硝酸盐进水会抑制硝化菌的生长;(6)为中和硝化过程产生的酸度,需要加碱中和,增加了处理费用;2SHARON工艺2.1 SHARON工艺的研发SHARON(Single reactor for High activity Ammonia Removal Over Nitrite)工艺是荷兰Delft技术大学开发的一种新型的脱氮工艺[2]。
其基本原理是在同一个反应器内,先在有氧的条件下,利用氨氧化细菌将氨氧化生成NO2-;然后再缺氧的条件下,以有机物作为电子供体,将亚硝酸盐反硝化,生成氨气。
其反应式如式(1),式(2)所示。
由于该工艺把硝化作控制在亚硝酸盐阶段,比传统硝化—反硝化工艺缩短了一段流程,因此国内形象地将它称为短程硝化—反硝化工艺。
NH4+ + 1.5O2→NO2- + 2H+ + H2ONO2- + 0.5O2→NO3-SHARON工艺的典型特征是:①短程硝化和短程反硝化被放置在一个反应器内实施,工艺流程较短;②反应器内不持留活性污泥,装置结构简单;③操作温度较高(30~40℃),处理效率较好;④借助于反硝化作用调控酸碱度(Ph7~8),无需加碱中和。
2.2SHARON工艺的微生物Loosdrecht等人[3]认为,氧化NH3—N的通常是Nitrosomonas europaea,这是一种典型的好氧氨氧化菌。
郑平[4]的研究表明,该种细菌培养物的氨氧化活性高于氨氧化菌和硝化菌的混培物的氨氧化活性。
Logemann等人[5]采用现代分子生物学技术对SHARON反应器中的微生物群落进行研究,结果表明SHARON工艺中其主要作用的细菌是Nitrosomonas europaea,即一种普遍存在的氨氧化细菌。
2.3SHARON工艺的技术要点SHARON工艺的核心是使消化过程终止于亚硝酸盐阶段。
在实施上,不仅主要抑制亚硝酸盐氧化,还要促进氨化,只有这样,才能使工艺经济效益高。
2.3.1温度控制温度对生物反应有很大的影响。
升高温度一方面可加快酶促反应,另一方面也可加快酶变性失活。
如果其他条件保持不变,生物反应有一个最适温度。
对于硝化反应,文献来源不同,所报道的温度范围和适宜温度差距很大。
总的来看,硝化反应的温度范围为4~45℃,适宜温度为20~30℃,温度低于15℃或高于40℃硝化反应速率降低。
Hellinga等人认为,在常温(5~20℃)下,由于亚硝化细菌的生长速率小于硝化细菌的速率,前者产生的亚硝酸盐很容易被后者氧化为硝酸盐,因此在这个温度范围运作的传统生物脱氮工艺,只能进行全程硝化—反硝化反应。
[2]提升反应器的运行温度(20~30℃),利用亚硝化细菌和硝化细菌不同的温度效应,有助于亚硝化细菌从而实现短程硝化。
需要指出的是,温度并非越高越好,温度超过40℃会导致反应速率下降;另外,废水升温需要能量,温度越高,能耗越大。
综合考虑,SHARON工艺的操作温度以30~35℃为宜。
2.3.2pH控制在硝化工艺中,pH是一个非常重要的调控参数。
一般而论,硝化反应的pH范围为5.5~10.0,适宜pH为6.5~9.0。
pH低于6.5或高于9.0,硝化速率降低。
其中,亚硝化细菌与硝化细菌适宜生长的pH范围略有差异,分别为7.0~8.5和6.5~7.5。
pH7.4~8.3时亚硝化细菌的活性较高,亚硝化细菌的活性较高,亚硝酸盐产生速率较快,最大值出现在pH8.0附近。
硝化细菌在pH7.0附近较高,硝酸盐产生速率的最大值也出现在中性范围。
试验表明,pH大于7.4时,亚硝酸盐占产物的比例高于90%。
SHARON工艺的pH宜控制在7.4~8.3之间。
2.3.3溶解氧浓度控制氨氧化细菌和硝化菌都是绝对好氧菌,一般认为应使DO在0.5mg/L以上时硝化作用才能较好的进行。
Hanaki等人[6]研究表明,在25℃时,进水NH3—N为80mg/L,低溶解氧(0.5mg/L)下,氨氧化细菌的增值速率加快近一倍,不唱了由于低溶解氧所造成的代谢活性的下降,使得从氨氧化到NO2—N的过程没有受到明显的影响;而硝化细菌的增殖速度在低的溶解氧(0.5mg/L)下没有任何提高,从NO2-—N到NO3-—N的氧化过程受到了严重的抑制,从而导致NO2-—N的大量积累。
因此,即使再较低温度(25℃)下,控制较低的溶解氧浓度也可以抑制硝化菌生长获得NO2-—N的积累。
2.3.4泥龄控制泥龄是指活性污泥在反应器内的平均停留时间,也即反应器内污泥完全更新一次所需时间。
由于亚硝化细菌的倍增时间短于硝化细菌,在悬浮生长系统中,控制污泥泥龄可逐渐洗出硝化细菌而保留亚硝化细菌,从而实现短程硝化。
Van Kempen[7]等人根据SHARON 工艺生产性应用经验,推荐奖泥龄控制在1~2.5d。
2.4SHARON工艺的应用SHARON是应荷兰鹿丹特Dokhaven污水处理厂的要求而研发的,它没有经过中间的试验,直接从实验室规模(1.5L)放大到生产性规模(1800m3)。
Dokhaven污水处理厂的工艺流程如图1所示。
其中SHARON工艺用于处理厌氧消化污泥分离液。
图 1 Dokhaven污水处理厂流程SHARON工艺在Dokhaven污水处理厂取得成功后,已推广应用于荷兰Utrecht污水处理厂,处理对象相同(厌氧消化污泥分离液)[7]。
3ANAMMOX工艺3.1 ANAMMOX工艺的研发ANAMMOX(Anaerobic AMMonium OXidation)即厌氧氨氧化工艺也是荷兰Delft 大学1990年提出的一种新型脱氮工艺[8]。
该工艺的特征是在厌氧条件下,以硝酸盐或亚硝酸盐为电子受体,将氨氮氧化生成氮气。
如果说上述的SHARON 工艺还只是将传统的硝化反硝化工艺通过运行控制缩短了生物脱氮的途径,,ANAMMOX 工艺则是一种全新的生物脱氮工艺, 完全突破了传统生物脱氮工艺中的基本概念。
3.2ANAMMOX工艺的微生物Graaf[9]研究表明,参与厌氧氨氧化的细菌是一种自养菌,在厌氧氨氧化过程中不需要添加有机物。
同时他们还发现,随着试验的进行,反应器内污泥的颜色由褐色变为红色。
厌氧氨氧化菌是ANAMMOX工艺的基石,其生长能力和代谢能力是ANAMMOX工艺的灵魂。
厌氧氨氧化菌代谢活性高,对基质亲和力强,意味着ANAMMOX工艺具有很高的容积转化效率和基质转化程度。
厌氧氨氧化菌生长慢,细胞产率低,意味着ANAMMOX 工艺虽有剩余污泥排放量少的优点,但也有启动时间长和运行不稳定的缺点。
厌氧氨氧化菌代谢产生硝酸盐,意味着ANAMMOX工艺的出水需要补充合理,否则会影响出水水质。
虽然厌氧氨氧化菌可把氨和亚硝酸盐转化成氨气,但在许多生境中,只存在氨,并不存在亚硝酸盐。
要进行厌氧氨氧化,需要外部提供亚硝酸盐。
亚硝化细菌能够把氨氧化成亚硝酸盐,是厌氧氨氧化菌理想的合作伙伴。
3.3ANAMMOX工艺的技术要点ANAMMOX工艺的关键是获得足量的厌氧氨氧化菌,并将其有效的保持在装置内,使反应器达到设计的厌氧氨氧化功能。
在实施上,不仅要优化营养条件和环境条件,促进厌氧氨氧化菌的生长,同时要设法改善菌体的沉降性能并改进反应器的结构,促使功能菌有效保持。
3.3.1温度控制温度是影响细菌生长和代谢的重要环境条件,但是由于厌氧氨氧化菌生长缓慢,测定菌体浓度变化十分困难,至今未见温度与该菌生长之间的定量关系。
从反应活化能角度看,厌氧氨氧化菌属于容易进行的化学反应;但同时属于较难进行的生物反应。
在温度效应上,活化能越大,化学反应对温度变化的敏感性越高。
在废水生物处理中,厌氧氨氧化属于对温度变化比较敏感的反应类型,理论上提高温度有利于加速反应。
3.3.2pH控制由于氨和NO2-在水溶液中会发生离解, 因此pH对厌氧氨氧化具有影响作用。
郑平[4]的研究表明ANAMMOX 反应的最适pH 在7.5附近。
Jetten[10]等人认为, ANAMMOX 工艺在pH 为6.7~ 8.3 范围内都可以运行较好,最适pH 为8。
3.3.3溶解氧控制Strous等人采用序批式反应器试验了氧对厌氧氨氧化的影响[11]。
该反应器以厌氧和好氧交替运行,在充氧期间,没有厌氧氨氧化反应;只有在停止供氧后,才发生厌氧氨氧化反应。
试验表明,氧能够抑制厌氧氨氧化活性,但除氧后厌氧氨氧化活性能够恢复。
Strous等人进一步考察了对厌氧氨氧化活性的抑制浓度[11]。
他们发现,在氧浓度为0.5%~2.0%空气饱和度的条件下,厌氧氨氧化活性被完全抑制;氧对厌氧氨氧化的抑制浓度低于0.5%空气饱和度。
3.3.4泥龄控制由于厌氧氨氧化菌生长缓慢,细菌产率低,维持长泥龄对ANAMMOXA工艺具有至关重要的作用。