氮、磷元素的大量排放會(huì)造成水體的富營(yíng)養(yǎng)化，因此我國(guó)將氨氮和總磷作為評(píng)價(jià)污水處理廠處理效果的重要考核指標(biāo)。目前污水處理以生物脫氮為主，其脫氮原理為經(jīng)過(guò)好氧硝化、缺氧反硝化，將污水中的氮元素轉(zhuǎn)化為無(wú)害的氮?dú)狻?br />
常見(jiàn)的脫氮工藝有A2/O、SBR等。在污泥的回流比及混合液的回流比為50-100%和100%下，對(duì)NH4+-N的去除率在60-70%，傳統(tǒng)的A/O或A2/O工藝要達(dá)到較好脫氮效果，必須要求有400%高的回流比，能耗高。2015年國(guó)家新環(huán)保法的頒布和“水十條”的出臺(tái)，使氮、磷等污染物的排放標(biāo)準(zhǔn)更為嚴(yán)格，對(duì)于總氮較高的各類廢水，傳統(tǒng)的活性污泥法和生物膜法很難達(dá)到國(guó)家排放標(biāo)準(zhǔn)。
接觸氧化法脫氮
接觸氧化法具備傳統(tǒng)活性污泥法和生物膜法兩者的優(yōu)點(diǎn)，基本工藝由接觸氧化池和沉淀池兩部分組成，具體情況根據(jù)進(jìn)水水質(zhì)和處理效果選用一級(jí)接觸氧化池或多級(jí)接觸氧化池，如圖1、圖2。
圖1 一級(jí)接觸氧化工藝流程圖
圖2 二級(jí)接觸氧化工藝
填料是生物接觸氧化工藝的核心，其性能對(duì)廢水處理過(guò)程的效率、能耗、穩(wěn)定性及可靠性均有直接影響?，F(xiàn)在市場(chǎng)上常用的是組合填料和彈性填料，但其掛膜量少，處理效果不佳，抗沖擊能力低。國(guó)外的TBR填料性能良好，處理效果較理想，但其價(jià)格偏高，大部分企業(yè)難以承受，因此有必要開(kāi)發(fā)一種性能良好的脫氮填料，使其能去除廢水處理系統(tǒng)中的NH4+-N和TN，使高氮廢水經(jīng)處理后能達(dá)到GB18918-2002的一級(jí)排放的A標(biāo)準(zhǔn)。
高效脫氮填料性能優(yōu)勢(shì)
對(duì)于生物脫氮來(lái)說(shuō)，最重要的影響因素有4點(diǎn)，分別是碳源、pH值、溶解氧、溫度四項(xiàng)。
高效脫氮填料由有機(jī)和無(wú)機(jī)復(fù)合材質(zhì)合成，傳質(zhì)良好，生物膜膜內(nèi)形成DO梯度，生物膜外層為好氧環(huán)境、中間為缺氧層和內(nèi)部為厭氧環(huán)境，形成無(wú)數(shù)個(gè)微觀的A2/O工藝。
在高效脫氮填料懸浮組合A2/O工藝的運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)水解酸化池的出水可提高生化性，無(wú)論在A/O池運(yùn)用處于O池(好氧)或A(缺氧)狀態(tài)，均可以保持較高的O池(好氧)或A(缺氧)SND的狀態(tài)，可以在表面進(jìn)行硝化作用，而由于內(nèi)部逐漸降低O2的濃度，從而保持絮體內(nèi)部一定深度的缺氧層不被氧氣穿透，產(chǎn)生反硝化作用。
硝化作用的產(chǎn)物可直接作為反硝化作用的底物被去除，避免了培養(yǎng)過(guò)程中硝酸鹽的積累對(duì)硝化細(xì)菌的抑制，以及由于硝化作用造成的pH值下降，形成同步硝化反硝化(SND),從而加速硝化反應(yīng)的進(jìn)程，生物脫氮工藝將更加簡(jiǎn)化而效能卻大為提高，因而能達(dá)到遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)A2/O工藝的脫氮率。
反硝化菌是異養(yǎng)微生物，其反硝化過(guò)程需要碳源。高效脫氮填料生物膜內(nèi)部存在厭氧層，可對(duì)難降解的大分子有機(jī)污染物進(jìn)行開(kāi)環(huán)斷鏈作用后為反硝化細(xì)菌提供營(yíng)養(yǎng)源，充分利用水體中原有的有機(jī)碳源，無(wú)需外加碳源。
現(xiàn)有的傳統(tǒng)活性污泥和接觸氧化工藝在冬季脫氮效果極差。在環(huán)境溫度-20℃和水溫8-12℃下，活性污泥系統(tǒng)不利于硝化菌生長(zhǎng)。高效脫氮填料固定化效果好，能形成微生物分布梯度，對(duì)水質(zhì)水量的驟變有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，在低溫條件下可以穩(wěn)定運(yùn)行，保持較高脫NH4+-N和TN的效果。
對(duì)比傳統(tǒng)活性污泥工藝剩余活性污泥產(chǎn)量高，研發(fā)的高效脫氮填料具有更強(qiáng)的微生物親和性，填料上MLSS高達(dá)20g/L，形成一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)系統(tǒng)，可以形成多條較長(zhǎng)的食物鏈，如細(xì)菌→原生動(dòng)物→后生動(dòng)物。起捕食者的作用，它們捕食細(xì)菌，將污泥轉(zhuǎn)化為能量、水和二氧化碳，可以使活性污泥減量化50%，在水中使用壽命可達(dá)10年以上。
高效脫氮填料具有掛膜快、掛膜量多、使用壽命長(zhǎng)、抗沖擊能力強(qiáng)、沖擊后恢復(fù)時(shí)間短等特點(diǎn)，彌補(bǔ)國(guó)內(nèi)高性能脫氮填料的空白，提升了生物接觸氧化工藝的性能，為高NH4+-N污水處理提供了技術(shù)支撐，加快了企業(yè)排污治理水平，對(duì)改善我國(guó)水環(huán)境質(zhì)量有著重要的應(yīng)用價(jià)值。
原標(biāo)題：“0”碳源＋低溫穩(wěn)定運(yùn)行，污水脫氮進(jìn)入新時(shí)代！
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