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什么是生物脫氮?

來(lái)源:環(huán)保水圈 小正經(jīng)      發(fā)布時(shí)間:2020-04-22       閱讀次數(shù):

前幾天有個(gè)網(wǎng)友跟我感慨說(shuō),入行挺多年,對(duì)于水處理的認(rèn)知還很少,有些工藝的原理理解的也不很透徹,比如說(shuō)脫氮過(guò)程為啥設(shè)置內(nèi)回流?可不可以不要?


這給我提供了一個(gè)非常好的思路,可能很多人對(duì)脫氮生物工藝運(yùn)營(yíng)控制什么的很熟悉,但是具體為啥那么做并不知道,今天就來(lái)聊一聊生物脫氮工藝。
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首先我們先要看懂生物脫氮的原理。在污水生物處理中,氮元素的轉(zhuǎn)化是靠4個(gè)作用來(lái)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(zhuǎn)化為自身細(xì)胞的組成部分,最后可以通過(guò)剩余污泥排出。
氨化作用  是將有機(jī)氮轉(zhuǎn)化為氨氮,通過(guò)反應(yīng)式可以看出這一過(guò)程有2個(gè)特點(diǎn),一是需要氧氣;二是由于氨化菌是異養(yǎng)菌,所以整個(gè)過(guò)程都會(huì)消耗有機(jī)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(xì)菌,但這不是重點(diǎn),我就不說(shuō)了。


這一過(guò)程的特點(diǎn)有2個(gè),一個(gè)是消耗氧氣,第二個(gè)是消耗堿度(因?yàn)楫a(chǎn)物中有H+,為了維持系統(tǒng)的pH需要添加堿度)。

02.jpg


反硝化作用    生物脫氮的最后一步,就是反硝化。


在這個(gè)過(guò)程中,上一步產(chǎn)生的亞硝酸氮和硝酸氮被還原為氮?dú)狻?/span>
這一過(guò)程的特點(diǎn)有3個(gè),一是需要控制嚴(yán)格的缺氧條件,二是需要碳源作為電子供體參與反應(yīng),三是會(huì)產(chǎn)生堿度。


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接下來(lái)我們來(lái)看污水處理中是怎么進(jìn)行生物脫氮的。


根據(jù)上面的脫氮原理,有科學(xué)家提出了三級(jí)生物脫氮工藝,如圖所示。


簡(jiǎn)單粗暴,氨化階段給你上一個(gè)反應(yīng)器,順便還去除有機(jī)物;

硝化階段再給你一個(gè)反應(yīng)器,正好把上一個(gè)反應(yīng)池中產(chǎn)生的氨氮轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮;
完了以后該反硝化了,好的,我們?cè)賮?lái)一個(gè)反應(yīng)器,繼續(xù)把上一個(gè)池子中的硝態(tài)氮搞成氮?dú)狻?/span>
不知道大家發(fā)現(xiàn)問(wèn)題沒(méi)。
第一個(gè)反應(yīng)器的氨化過(guò)程和第二個(gè)反應(yīng)器的硝化過(guò)程,它倆都是需要氧氣的。
于是我們的前輩靈機(jī)一動(dòng),把它倆合二為一,結(jié)果就出現(xiàn)了下面的兩級(jí)生物脫氮工藝。
這樣的改進(jìn)可節(jié)省了不少的基建費(fèi)用。
后來(lái)覺(jué)得沉淀池1放在那里也沒(méi)啥必要,就給去掉了。
這樣就變成單級(jí)生物脫氮系統(tǒng),又輕松節(jié)省一筆費(fèi)用,這里就不放單級(jí)的圖了,大家可以自行腦補(bǔ)。


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但是仔細(xì)觀察,貌似還有不妥之處。
首先前邊兒的反應(yīng)器進(jìn)行氨化作用的同時(shí),消耗了有機(jī)物。
可是后邊兒的反應(yīng)器在進(jìn)行反硝化時(shí),它又要往里加有機(jī)物。
再來(lái),前邊兒反應(yīng)器中,我們要往里加堿度來(lái)中和H+(硝化細(xì)菌比較嬌貴,需要對(duì)pH嚴(yán)格控制)。
可是到了后邊兒,反硝化過(guò)程中又會(huì)產(chǎn)生堿度。
所以,我們機(jī)智的前輩又想到了改良的辦法,那就是將反硝化反應(yīng)器放在系統(tǒng)的最前端。
讓原水中的有機(jī)物先參與反硝化過(guò)程,這樣既可以省去額外投加碳源的費(fèi)用,還幫好氧池去除了一部分有機(jī)物,又減少了一部分曝氣的費(fèi)用;
再有反硝化過(guò)程產(chǎn)生的堿度,可以直接補(bǔ)充給硝化過(guò)程,簡(jiǎn)直是一石好幾鳥。

可能這里就有人疑惑了,反硝化過(guò)程設(shè)在最前邊兒怎么能行呢?


畢竟反硝化過(guò)程是要硝態(tài)氮參與反應(yīng)的,但是進(jìn)水的氮它可不是硝態(tài)氮啊。

這個(gè)問(wèn)題也很好解決,只需要把硝化反應(yīng)產(chǎn)生的硝態(tài)氮回流到反硝化池就可以了。這是脫氮工藝中很關(guān)鍵的一步,叫做硝化液的回流,也叫做內(nèi)回流。

脫氮工藝還真是妙啊~