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生物脱氮机理、AO工艺脱氮过程全解析
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浏览量: 发布日期:2019-09-09

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↑

QQ截图20190704094211.jpg

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。

A/O法脱氮工艺的特点:

(a)流程简单,勿需外加碳源与后曝气池,以原污水为碳源,建设和运行费用较低;

(b)反硝化在前,硝化在后,设内循环,以原污水中的有机底物作为碳源,效果好,反硝化反应充分;

(c)曝气池在后,使反硝化残留物得以进一步去除,提高了处理水水质;

(d)A段搅拌,只起使污泥悬浮,而避免DO的增加。O段的前段采用强曝气,后段减少气量,使内循环液的DO含量降低,以保证A段的缺氧状态。



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