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废水中氨氮的去除方法-生物脱氮法的简要介绍



废水中氨氮的去除方法-生物脱氮法的简要介绍

目前,水中氨氮的处理方法很多,其主要可分为两大类:物理化学法和生物脱氮法。物理化学法有折点氯化法、化学沉淀法、吸附法、离子交换法、吹脱法和气提法、液膜法、电渗析法、催化湿式氧化法等。生物法主要是利用微生物通过氨化、硝化、反硝化等一系列反应使废水中的氨氮蕞终转化成无害的氮气排放。

生物脱氮法
1. 传统硝化反硝化
传统硝化反硝化工艺脱氮处理过程包括硝化和反硝化两个阶段。在将有机氮转化为氨氮的基础上,硝化阶段是将污水中的氨氮氧化为亚硝酸盐氮或硝酸盐氮的过程;反硝化阶段是将硝化过程中产生的硝酸盐或亚硝酸盐还原成氮气的过程。只有当废水中的氮以亚硝酸盐氮和硝酸盐氮的形态存在时,仅需反硝化一个阶段。
尽管传统硝化反硝化工艺脱氮在废水脱氮方面起到了一定的作用,但仍存在以下问题:
(1)硝化菌群增殖速度慢且难以维持较高生物浓度,特别是在低温冬季。因此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(例如甲醇) ;
(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。
由于传统硝化反硝化具有一些弊端,国内外一些学者研究的热点集中在如何改进传统的硝化反硝化工艺。近年来研究成果主要有短程硝化反硝化、厌氧氨氧化、同时硝化反硝化、反硝化除磷等。
2.  短程硝化反硝化
短程硝化反硝化又称亚硝化反硝化,把硝化反应过程控制在氨氧化产生NO2-的阶段, 阻止NO2-进一步氧化, 直接以NO2-作为菌体呼吸链氢受体进行反硝化。此过程减少了亚硝酸盐氧化成硝酸盐,然后硝酸盐再还原成亚硝酸盐两个反应的发生,降低了需氧量、反硝化过程中有机碳的投入量,降低了能耗和运行费用。
短程硝化反硝化与传统的生物脱氮相比具有以下优点:
(1)于活性污泥法,可以节省25 %的供养量, 降低能耗;
(2)节省反硝化所需碳源40% ,在C/ N一定的情况下可提高总氮的去除率;
(3)减少污泥量可达50 %;
(4)减少碱耗;
(5)提高反应速率,缩短反应时间,减少反应器容积。
实现短程硝化与反硝化的关键是抑制硝化菌的活性而使NO2-得到累积。影响硝化菌活性及NO2-累积的因素有自由氨、pH、DO、温度等。
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