曝气生物滤池脱氮研究进展

合集下载

曝气生物滤池脱氮工艺与过程控制研究

曝气生物滤池脱氮工艺与过程控制研究

曝气生物滤池脱氮工艺与过程控制研究曝气生物滤池脱氮工艺与过程控制研究摘要:近年来,水污染日益严重,对于水处理技术的发展提出了更高的要求。

氮是水体中的一种主要污染物,高浓度的氮会引起水体富营养化、藻类大量繁殖等问题。

因此,研究高效经济的氮去除工艺对净化水体具有重要意义。

曝气生物滤池脱氮工艺成为了当前研究的热点,其具有处理效率高、投资成本低等优点。

本文围绕曝气生物滤池脱氮工艺与过程控制进行研究,通过实验和分析探讨了该工艺的去氮机理、影响因素、过程控制等方面的问题,为工程应用提供理论和实践指导。

1. 引言随着经济的快速发展和人口的增加,水资源的供需矛盾日趋突出,水环境问题也随之加剧。

水污染成为制约可持续发展的重要因素之一。

氮是水体中的主要污染物之一,它来源于农业、工业和城市生活废水等。

高浓度的氮会导致水体富营养化,严重影响水体生态系统的稳定性。

2. 曝气生物滤池脱氮工艺的原理曝气生物滤池是一种利用自然界生物处理水体中有机负荷和氮负荷的工艺。

其脱氮原理是通过生物菌群中的硝化细菌和反硝化细菌的作用,将水体中的氨氮转化为硝酸盐氮,再将硝酸盐氮还原为氮气排放到大气中,从而实现氮去除的目的。

3. 曝气生物滤池脱氮工艺的步骤曝气生物滤池脱氮工艺主要包括预处理、硝化和反硝化三个步骤。

预处理阶段通过筛选和沉淀等过程去除水中的悬浮物和污泥。

硝化阶段是将水中的氨氮转化为硝酸盐氮。

而反硝化阶段则是将硝酸盐氮还原为氮气。

4. 曝气生物滤池脱氮工艺过程中的影响因素曝气生物滤池脱氮工艺的效果受到许多因素的影响,如温度、pH值、氧气浓度、水力停留时间等。

其中,温度是影响工艺效果最显著的因素,低温会导致微生物的活性降低,从而降低去氮效率。

5. 曝气生物滤池脱氮工艺的过程控制为了保证曝气生物滤池脱氮工艺的稳定运行,需要进行过程控制。

过程控制可以通过控制曝气量、控制水力停留时间等手段进行。

此外,合理设置曝气器的布置和选用适当的填料材料也是保证工艺正常运行的重要因素。

内循环强化曝气生物滤池脱氮性能的研究

内循环强化曝气生物滤池脱氮性能的研究

内循环强化曝气生物滤池脱氮性能的研究郝晓地, 魏 丽, 仇付国(北京建筑工程学院可持续环境生物技术研发中心,北京100044)摘 要: 为了提高单级升流式陶粒曝气生物滤池(UB AF)的脱氮效果,对其进行了局部改造并增加了出水内循环。

处理灰水的中试结果表明,出水内循环可以明显强化脱氮效果。

最佳内循环比为100%,此时对TN 的去除率可达82%,与没有内循环时(54%)相比则去除率提高了28%。

填料层沿程的DO 呈山谷形分布,谷底位于填料层70c m 处,其既是反硝化的拐点,又是反硝化与硝化的分界点。

关键词: 曝气生物滤池; 内循环; 强化脱氮; 陶粒; 溶解氧中图分类号:X703.1 文献标识码:A 文章编号:1000-4602(2008)19-0020-05Study on Enhanced N itrogen R e m oval by Interna l Recircul ation i nBAF R eactorHAO X iao -d,i WE I L ,i Q I U Fu -guo(R &D Center for Sustainab le Environm entalB iotechnolo gy ,Beijing Un iversit y of C ivilEngineering and Architecture ,B eijing 100044,China )Abstract : To i m pr ove nitrogen re m ova l effic i e ncy o f the up -flo w B AF (UB AF)using cera m site ascarrier ,it w as reconstructed l o cally and an interna l recirculati o n syste m of effl u entw as set up .The pilo-t sca le test resu lts for trea t m ent o f g rey w ater de m onstrate that the inter na l rec ircu lation o f effl u ent can e-f fecti v ely enhance n itrogen re m ova.l W hen the opti m a l recirculation ratio is 100%,the TN re m oval rate is i n creased fro m 54%w ithout i n ternal c ircu lati o n to 82%,w ith rise of 28%.The valley -type DO profile varies along the carr i e r bed heigh,t and the DO valley bo tto m is at 70c m wh ich is a po i n t of i n flection for den itrification and a boundary bet w een n itrification and denitrificati o n.K ey w ords : BAF ; i n ternal recirculation ; enhanced n itr ogen re m ova;l cera m site ; DO 基金项目:国家科技支撑计划重点项目(2006B A J01B03-02); 北京市属市管高等学校人才强教计划资助项目(BJ E10016200611)曝气生物滤池(BAF)集污水生物处理与深层过滤于一体,具有占地面积小、出水水质好、基建投资省、运行灵活、管理方便等优点,在污水处理及微污染源水的预处理中均得到了应用[1~4]。

《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文

《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文

《城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加快,城市污水处理成为环境保护领域亟待解决的问题。

传统的污水处理方法虽然能够满足基本需求,但面对日益增长的城市人口和日益复杂的污水成分,传统的处理技术已经难以满足当前的环保要求。

因此,新型生物脱氮除磷技术的研究与进步对于改善水质、保护生态环境具有十分重要的意义。

本文旨在梳理近年来城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展。

二、生物脱氮技术研究(一)发展概况生物脱氮技术主要通过微生物的作用,将污水中的氮素转化为无害的氮气排放到大气中。

近年来,研究者们通过优化反应器设计、改进微生物菌群以及调控环境因素等手段,推动了生物脱氮技术的进步。

(二)技术分类目前,生物脱氮技术主要包括厌氧-好氧(A/O)工艺、同步硝化反硝化(SND)技术、短程硝化反硝化等。

这些技术通过不同的反应过程和微生物活动,实现了高效脱氮的效果。

(三)研究进展随着研究的深入,新型生物脱氮技术如微氧脱氮技术、基于膜生物反应器的脱氮技术等逐渐崭露头角。

这些技术不仅提高了脱氮效率,还降低了能耗和运行成本。

三、生物除磷技术研究(一)发展概况生物除磷技术主要通过微生物的代谢活动,将污水中的磷素去除或转化为易于回收的形态。

近年来,随着对微生物除磷机制的了解加深,除磷技术的效率也得到了显著提高。

(二)技术分类常见的生物除磷技术包括聚磷菌(PAOs)除磷工艺、厌氧-好氧(A/O)结合除磷等。

这些技术通过调控微生物的生长环境和代谢过程,实现了对污水中磷的高效去除。

(三)研究进展新型的生物除磷技术如基于微藻的除磷技术、电化学辅助生物除磷技术等逐渐成为研究热点。

这些技术不仅提高了除磷效率,还为后续的磷资源回收提供了可能。

四、新型生物脱氮除磷技术的优势与挑战(一)优势新型生物脱氮除磷技术相比传统技术,具有更高的处理效率、更低的能耗和运行成本。

同时,这些技术还能够实现对氮、磷等营养元素的回收利用,具有良好的经济和环境效益。

曝气生物滤池强化去除生活污水中氮磷营养物的开题报告

曝气生物滤池强化去除生活污水中氮磷营养物的开题报告

曝气生物滤池强化去除生活污水中氮磷营养物的开题报告一、研究背景与意义生活污水中氮磷营养物的含量高,对水环境造成了很大的污染,特别是直接排放到水体时,容易引发藻类大量繁殖,导致水质恶化。

因此,对生活污水中氮磷营养物的高效去除具有重要意义。

传统的生物滤池在去除氮磷营养物方面存在一定的局限性,通过曝气可以增氧提高生物活性,进而强化去除氮磷营养物。

因此,本研究旨在探究曝气生物滤池强化去除生活污水中氮磷营养物的效果及其影响因素,为生活污水处理工程提供科学依据。

二、研究方法1. 实验设备本实验采用采用4个曝气生物滤池,其中两个作为对照组,两个作为试验组,每个生物滤池直径为50cm,高度为80cm。

每个生物滤池内放置一层5cm厚度的填料,填料为陶瓷颗粒。

生物滤池的水体来自城市生活污水,每个生物滤池的进水量均为1000mL/d。

2. 实验操作试验组在进水预处理前进行曝气处理,每天曝气4小时,介质曝气定时器设置。

对照组不进行曝气处理。

实验开始后,每日监测水体中的氨氮、总氮、总磷、TP等指标,同时对生物滤池内的微生物群落及其数量进行研究。

三、研究预期成果1. 曝气处理可提高生物滤池内氧气浓度,增强生物降解污染物的能力,从而提高生物滤池的去除效率。

2. 曝气处理对生物滤池内微生物群落的组成和数量会产生影响,但不会对生物群落的多样性造成明显的影响。

3. 曝气处理时间和气体流量是影响曝气生物滤池去除氮磷的关键因素,通过优化这些因素可以进一步提高生物滤池的去除效率。

四、结论通过本研究的实验数据分析,曝气生物滤池的强化作用在去除生活污水中的氮磷营养物方面表现出良好的效果,可以有效提高去除效率。

同时,通过优化曝气处理时间和气体流量,可以进一步提高生物滤池的去除效率。

曝气生物滤池用于城市污水二级水脱氮的工艺探讨

曝气生物滤池用于城市污水二级水脱氮的工艺探讨

曝气生物滤池用于城市污水二级水脱氮的工艺探讨【摘要】本文探讨了曝气生物滤池在城市污水二级水脱氮中的应用及工艺改进。

首先介绍了曝气生物滤池的工艺原理,以及城市污水二级水脱氮的方法探讨。

然后分析了曝气生物滤池在城市污水处理中的应用情况,总结了其优势和不足之处。

接着针对曝气生物滤池在城市污水二级水脱氮过程中存在的问题,提出了工艺改进的建议。

结论部分评价了曝气生物滤池在城市污水二级水脱氮中的效果,并提出了未来研究方向。

通过本文的研究,可以更好地理解曝气生物滤池在城市污水处理中的作用,为城市污水处理技术的改进和提高提供参考。

【关键词】曝气生物滤池、城市污水、二级水脱氮、工艺探讨、工艺原理、应用、优势、不足、改进、效果、未来研究方向、总结1. 引言1.1 研究背景城市污水处理是当前环境保护和社会发展中亟待解决的重要问题之一。

城市污水中含有大量的氮、磷等营养物质和有机物质,如果直接排放到水体中会导致水质污染和生态系统破坏。

氮是造成水体富营养化的重要原因之一,因此城市污水中氮的处理成为污水处理过程中的关键环节。

目前关于曝气生物滤池在城市污水二级水脱氮方面的研究还比较有限,其在实际应用中仍存在不足之处。

本研究旨在探讨曝气生物滤池用于城市污水二级水脱氮的工艺优化和改进,为城市污水处理工程的优化提供参考和指导。

1.2 研究目的本研究的目的是探讨曝气生物滤池在城市污水二级水脱氮中的应用效果和工艺改进方向。

通过深入研究曝气生物滤池工艺原理,结合城市污水二级水脱氮的方法探讨,分析曝气生物滤池在城市污水处理中的具体应用情况,以及其优势和不足之处。

本研究旨在提出曝气生物滤池用于城市污水二级水脱氮的工艺改进措施,探讨如何进一步提高其处理效率和降低运行成本。

通过这些研究目的的实现,可以为城市污水处理工程领域提供更加可靠和高效的技术支持,为城市环境保护和水资源可持续利用作出更大的贡献。

1.3 研究意义城市污水中氮的排放已经成为环境保护的一个重要议题。

《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文

《2024年城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》范文

《城市污水处理新型生物脱氮除磷技术研究进展》篇一一、引言随着城市化进程的加速,城市污水处理问题日益突出。

在众多的污水处理技术中,生物脱氮除磷技术因其高效、经济、环保等优点而备受关注。

本文旨在探讨城市污水处理中新型生物脱氮除磷技术的研究进展,分析其技术特点、应用现状及未来发展趋势。

二、生物脱氮除磷技术概述生物脱氮除磷技术是一种利用微生物的新陈代谢活动,通过生物膜法或活性污泥法等工艺,将污水中的氮、磷等营养物质去除的技术。

该技术具有处理效率高、运行成本低、污泥产量少等优点,是当前城市污水处理领域的研究热点。

三、新型生物脱氮技术研究进展(一)A2/O工艺及其改进型技术A2/O(厌氧-缺氧-好氧)工艺是一种典型的生物脱氮技术。

近年来,研究者们针对A2/O工艺的不足,开发了多种改进型技术,如MBBR(移动床生物膜反应器)、SBR(序批式活性污泥法)等。

这些技术通过优化反应器结构、调整运行参数等手段,提高了脱氮效率,降低了能耗。

(二)新型厌氧氨氧化技术厌氧氨氧化技术是一种利用厌氧氨氧化菌将氨氮转化为氮气的生物脱氮技术。

近年来,研究者们通过优化反应条件、提高菌种活性等手段,推动了厌氧氨氧化技术的发展。

该技术具有脱氮效率高、能耗低等优点,是未来生物脱氮技术的重要发展方向。

四、新型生物除磷技术研究进展(一)PAOs(聚磷菌)强化除磷技术PAOs强化除磷技术是一种利用聚磷菌在厌氧-好氧条件下实现高效除磷的技术。

近年来,研究者们通过优化反应条件、提高聚磷菌活性等手段,提高了PAOs强化除磷技术的除磷效率。

该技术具有除磷效果好、污泥产量少等优点。

(二)化学与生物联合除磷技术化学与生物联合除磷技术是一种结合化学沉淀与生物吸附的除磷技术。

该技术通过投加化学药剂与生物反应相结合的方式,实现高效除磷。

近年来,研究者们针对不同水质条件,优化了药剂种类和投加量,提高了除磷效果。

五、新型生物脱氮除磷技术应用及发展趋势(一)应用现状新型生物脱氮除磷技术在城市污水处理中已得到广泛应用。

曝气生物滤池用于城市污水二级水脱氮的工艺探讨

曝气生物滤池用于城市污水二级水脱氮的工艺探讨

曝气生物滤池用于城市污水二级水脱氮的工艺探讨曝气生物滤池是一种常用的城市污水处理工艺,主要用于二级水脱氮。

该工艺利用好氧微生物将污水中的氨氮转化为硝态氮,从而达到减少污水中氮含量的目的。

下面将对曝气生物滤池用于城市污水二级水脱氮的工艺进行探讨。

曝气生物滤池是一种生物膜工艺,通过在滤料颗粒表面形成微生物附着层,利用好氧微生物的附着生长和新陈代谢活性来降解污水中的有机物,同时实现氨氮的硝化作用。

该工艺主要包括曝气、生物膜生长、附着生长和有机物降解四个阶段。

在曝气阶段,通过向滤池注入空气或氧气,形成氧气饱和状态,提供氧气供给微生物的新陈代谢需要。

氧气进入滤料颗粒内部,提供有利于微生物附着生长的条件。

在有机物降解阶段,好氧微生物将污水中的有机物降解为无机物,产生能量。

一部分好氧微生物将氨氮氧化为硝态氮,进一步降低污水的氮含量。

硝态氮在滤池内可氧化为氮气,通过气体传输方式排出。

1. 技术成熟,操作简单。

曝气生物滤池工艺已经广泛应用于城市污水处理中,操作简单易行。

2. 处理效果稳定,出水水质好。

曝气生物滤池能够稳定地降解有机物和氨氮,出水水质可以达到国家排放标准。

3. 占地面积小。

曝气生物滤池可以有效利用空间,比传统的曝气塔占地面积更小。

4. 运行成本低。

曝气生物滤池不需要额外的药剂投加,只需进行日常的设备维护即可,运行成本相对较低。

曝气生物滤池也存在一些问题和挑战,如滤料投加量的控制、鼓泡气量的调节和滤料压力的监控等。

曝气生物滤池是一种有效的城市污水二级水脱氮工艺,可以降解污水中的有机物和氨氮,使污水达到排放标准。

在实际应用中,需要根据具体情况进行操作和调整,确保工艺的正常运行和处理效果的稳定。

A2-O-曝气生物滤池工艺处理低C-N比生活污水脱氮除磷

A2-O-曝气生物滤池工艺处理低C-N比生活污水脱氮除磷

A2-O-曝气生物滤池工艺处理低C-N比生活污水脱氮除磷A2/O-曝气生物滤池工艺处理低C/N比生活污水脱氮除磷一、引言生活污水中的氮、磷含量高对环境造成很大危害。

氮的排放会导致水体富营养化,引发蓝藻水华等问题;磷的排放则会引发水体富营养化以及海洋富营养化,造成生态失衡。

因此,研究高效且经济的水处理技术对于改善水环境质量至关重要。

本文将介绍A2/O-曝气生物滤池工艺处理低C/N比生活污水脱氮除磷的研究进展。

二、A2/O-曝气生物滤池工艺概述A2/O-曝气生物滤池工艺是一种集预处理、污泥活性污泥法和生物滤池处理为一体的污水处理技术。

该工艺分为A段、AN 段、O段三个部分。

废水首先进入A段进行预处理,去除一部分固体悬浮物后,再进入AN段,进行硝化和反硝化反应,最后进入O段进行除磷反应和深度去除有机污染物。

通过该工艺处理后的出水可以达到国家《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)的一级A排放标准。

三、低C/N比生活污水脱氮除磷的挑战与问题低C/N比是指污水中的化学需氧量(COD)与总氮(TN)的质量比较低,通常小于4。

低C/N比生活污水对于传统的生物脱氮除磷工艺来说是一大挑战。

传统工艺对碳源的要求较高,需加入外部碳源以维持反硝化反应和除磷反应。

然而,外部碳源的加入会增加投资和运营成本,且碳源的选择和投加量需要精确控制才能达到较好的脱氮除磷效果。

因此,研究低C/N比生活污水脱氮除磷工艺具有重要的理论和实际意义。

四、A2/O-曝气生物滤池工艺处理低C/N比生活污水脱氮除磷的改进方法在A2/O-曝气生物滤池工艺中,通过对工艺参数的优化和改进,可以处理低C/N比生活污水并实现高效脱氮除磷。

1. 曝气方式改进:采用更合理的曝气方式有助于增加污泥中异养菌和硝化菌的数量,提高脱氮除磷效果。

传统的曝气方式会导致部分污泥处于厌氧状态,降低了脱氮除磷效果;而改进后的曝气方式可以增加氧气传递效率,提高整体氧化还原电位,使得污泥中的异氧代硝化菌和异养菌得以繁殖和生长,从而提高脱氮除磷效果。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

曝气生物滤池脱氮技术的研究进展引言曝气生物滤池(Biological Aerated Filter,简称BAF)是20世纪80年代末90年代初在生物接触氧化理论的基础上引入过滤理论,借鉴给水滤池工艺而开发的污水处理新工艺。

BAF作为污水生化处理单元时,不需要后续沉淀池,工艺更为简单。

在有机物去除,尤其是在硝化、反硝化脱氮等方面有着良好的效果。

此外,BAF还具有处理效率高、占地面积小、基建及运行费用低、管理方便和抗冲击负荷能力强等优点。

近年来,新型脱氮理论与BAF相结合成为研究的热点。

本文详细阐述了传统脱氮与新型脱氮技术在BAF中的应用,并介绍其影响因素。

1 基于传统脱氮理论的BAF技术研究1.1 BAF传统脱氮原理BAF是一种新型污水处理反应装置,其特点在于将生物氧化这一生物反应过程与固液分离这一物理过程合二为一[1,2]。

其作用机理是在一级强化基础上,以颗粒状填料为主要基体,利用填料本身以及其附着生长的生物膜,经过物理过滤和吸附作用、生物代谢作用以及反应器内食物链的分级捕食作用,达到去除污染物的目的[3]。

在传统的生物脱氮工艺中,脱氮过程往往在好氧区和缺氧区两部分进行。

曝气生物滤池根据功能分为硝化曝气生物滤池和反硝化曝气生物滤池、去碳曝气生物滤池等。

硝化曝气生物滤池内,硝化细菌在好氧环境下完成硝化反应;反硝化曝气生物滤池内,营造的缺氧环境使得反硝化细菌活跃并参与完成反硝化反应。

这两种曝气生物滤池连用时往往具有较好的脱氮效果,即组成前置反硝化或者后置反硝化工艺[4]。

1.2 脱氮的影响因素1.2.1 滤料滤料是BAF的核心部分,对脱氮效率有直接的影响,同时也影响到BAF的结构形式和成本[5]。

目前国内外对滤料研究的重点是开发天然无机滤料[6]。

桑军强等[7]对BIOSTYRENE 轻质滤料滤池和陶粒滤池的运行效果进行对比,结果表明:运用轻质滤料可明显地改善原水水质,对NH4+-N的去除率达到80%~95%。

田文华等[8]为研究滤料粒径对硝化性能的影响,分别采用粒径为2~3 mm和4~5 mm的沸石滤料进行了试验。

结果表明:20℃时前者的硝化速率常数比后者高63.1%,硝化强度高39.7%。

目前,BAF普遍采用的滤料粒径为3~6mm,滤层厚度为3~4m。

1.2.2 有机物近年来,有机物对硝化过程的影响已越来越受到人们的重视。

R.Camiani等人[9]对带回流的两段式生物滤池的脱氮效果进行研究,发现当机负荷超过2.5gCOD/m2·d时,硝化率将减少50%。

仇付国[10]等通过试验得出,随着COD负荷增加,出水NH4+-N浓度增大,氨氮去除率显著下降。

他认为进水有机负荷应控制在1.5 kgCOD/m3·d以内较为合适。

Pujol[11]研究认为,反硝化最好采用外加碳源的办法,在最佳滤速为10~15 m /h时,脱氮能力可达到100%。

Songming Zhu[12]研究发现,相较于C/N=0,C/N=1或2时氨氮去除率降低了70%。

这说明了有机物浓度的增加使得硝化率降低,但当有机物浓度很高时,其对硝化率的影响将不再明显。

1.2.3 水力停留时间(HRT)HRT对氨氮的去除效果有着较大影响。

仇付国等[10]的研究表明,HRT缩短会抑制BAF 的硝化性能。

因为缩短HRT会增加COD负荷,造成异养菌大量繁殖,明显抑制硝化菌的增长,故硝化性能降低。

再者,水力及气流剪切力的增大会加快生物膜更新速度,使硝化细菌在生物膜中很难富集到较大数量。

申颖洁[13]等人的试验结果也表明,HRT越长则氨氮去除效果越好。

综合考虑对氨氮的去除率和处理水量,可以将HRT控制在8 h左右(此时的流量为6L/h)。

李菊等[14]研究表明,HRT对前置反硝化BAF的处理效果有较明显的影响,当HRT 由2h缩短至1h时,NH4+-N、TN平均去除率分别下降34%和20%。

1.2.4 气水比气水比的大小直接影响BAF内溶解氧浓度,对脱氮效果有着重要影响。

杨林等[15]考察气水比分别为0.5、1.0和1.5时对氨氮去除效果的影响,随着气水比的增大,氨氮平均去除率略有上升。

当气水比为0.5、1.0和1.5时,氨氮平均去除率分别为81.8%、85.3%和86.7%。

当气水比从0.5增大到1.0时,氨氮去除率增加显著;但当气水比从1.0升至1.5时,氨氮去除率增长缓慢。

刘金香等[16]研究表明,气水比增加,有利于微污染水中污染物的去除。

当气水比由0.5增为1时,氨氮的平均去除率由78.15%增为94.4%。

当气水比增大到2时,氨氮的去除率增加很少。

这是因为反应器内溶解氧浓度的提高对硝化反应的进行非常有利,但由于氧气的溶解度有限,超过一定范围后,过大的曝气量并不能再提高水体内溶解氧的质量浓度。

另一方面,在曝气量增加的同时,反应器内生物膜所受到的冲刷作用也同步增大,抑制了反应器对污染物的拦截以及微生物的增长。

所以当溶解氧提高到一定程度后,硝化作用不会有大幅度提高。

王岽[17]等人降低系统的气水比(2:1)后,系统的出水NH3-N浓度上升,说明较低的气水比不能使系统具有良好的好氧状态。

崔康平等[18]研究表明,增大气水比,NH3 - N的去除率增加,但TN的去除率降低。

1.2.5 温度硝化菌作用的适宜温度是20~30℃,桑军强等[19]发现温度降低时,生物活性也随温度的降低而下降,导致反应器去除氨氮效率降低;生物量同样也随温度的降低而减少,但是受影响的程度比活性的影响小得多。

刘冰等[20]研究也表明生物活性随着温度的下降而降低,28℃时的生物活性是6℃时的三倍。

1.2.6 反冲洗反冲洗强度也对氨氮的去除有着较大影响。

杨艳玲[21]等试验发现生物膜在反冲洗1 ~ 2 h 后内能恢复到反冲洗前的水平。

生物滤池反冲洗0.5 h后,氨氮的去除率达到63%,1h后可达到90%以上。

刘建广等[22]试验发现,小强度反冲洗可使BAF对NH4+-N的去除率上升到60%,而利用正常强度进行反冲洗后对NH4+-N的去除率可上升到80%。

若反冲洗强度较小,则反冲洗不完全,生物膜只能恢复部分活性。

2基于新型脱氮理论的BAF技术研究2.1 同步硝化反硝化2.1.1同步硝化反硝化脱氮原理在传统的生物脱氮工艺中,氮的去除过程往往将好氧区和缺氧区隔开,形成前置反硝化或者后置反硝化工艺[4]。

硝化过程需要在好氧、低有机物浓度的条件下进行,而反硝化过程则需要在缺氧、高有机物浓度的条件下进行。

因此,这两种相反条件下进行的反应,往往不会在同一反应器内同时发生。

然而,国内外多种试验研究证明硝化和反硝化可以在同一操作环境、同一反应器内进行,实现同步硝化反硝化(Simultaneous nitrification and denitrificaition :SND)。

通过控制曝气强度,可以在滤池内部同时形成好氧、厌氧和缺氧区域,就可实现同步完成硝化和反硝化脱氮的目的[23]。

BAF滤料表面的生物膜上存在基质和DO的浓度梯度,DO浓度在生物膜上由外向内呈递减趋势,因而生物膜上由外到内形成了好氧、缺氧、厌氧的微环境,为异养菌、自养菌和厌氧菌等提供生存条件,也为微生物进行SND提供了场所。

2.1.2 曝气生物滤池SND脱氮影响因素(1)DO浓度适宜的DO浓度是发生SND的保证。

Puzava等[24]通过调整BAF的曝气量,将DO浓度控制在0.5~3 mg/L,成功地实现了SND。

他们还发现,即使曝气量降低50%,采用实时曝气也有同样的效果。

Munch[25]的研究表明,DO浓度在0.5mg/L左右时发生了完全的同步硝化反硝化,此时硝化速率等于反硝化速率。

吕鑑等[26]的试验表明,好氧段的气水比为20:1时SND最彻底,此时反硝化最完全,总氮去除率保持在80%以上。

章胜红等[27]在4个不同DO浓度段(5.7~6.4 mg/L,2.8~3.4 mg/L,0.8~1.5 mg/L和0.4~0.7 mg/L)考察SND的表现。

结果显示,DO浓度为5.7~6.4mg/L 时,NH4+-N去除效果很好,但TN去除效果较差。

出水中的硝酸盐氮浓度甚至大于进水的,这说明NH4+-N大部分转化为硝酸盐氮;DO浓度为2.8~3.4 mg/L和0.8~1.5 mg/L时,NH4+-N去除率降低,TN去除效果有所改善,此时反硝化菌活性较好,不仅NH4+-N经硝化反硝化生成N2去除外,进水中的硝酸盐也部分反硝化转化为N2从水中去除。

DO浓度为0.4~0.7mg/L时,NH4+-N硝化作用较差,这时TN去除率也没有DO浓度为0.8~1.5 mg/L时的高。

因此,DO浓度为0.8~1.5 mg/L时,SND作用最好。

(2)C/N与回流比C/N与回流比对SND现象有着重要影响。

章胜红等人[27]在C/N比值为18.1~20、6.9~9.2和3.6~4.时考察C/N对SND的影响。

结果发现,当C/N比为18.1~20时,硝化作用较弱,因为在高的C/N条件下,异养菌更占优势,因此自养型的硝化菌的活性受到抑制;C/N比在6.9~9.2时,SND作用最强;C/N比在3.6~4.3时,反硝化效果较差且出水硝酸盐氮略高于进水。

也就是说,低C/N对硝化作用有利但是对反硝化作用不利,高C/N比对反硝化作用有利但对硝化作用不利。

吕鑑等[26]发现当回流比为0.5:1时,好氧池脱氮率高于缺氧池,虽然此时好氧池的脱氮效果较好,但缺氧池因有机物消耗小会造成好氧池负荷过大;当回流比为1:1时,此时两池的脱氮率接近,分担了好氧池的负荷,使得同步硝化作用稳定保持,脱氮效果显著;回流比为2:1时,此时缺氧池完成脱氮作用,为传统的前置反硝化脱氮工艺。

根据脱氮效果与经济节约的综合分析,确定1:1为最佳回流比。

(3)填料从滤料种类上看,对于粒状填料,粒径越小,比表面积越大,生物量就大,越易形成DO梯度。

Rebecca Moore等[28]研究发现小颗粒(1.5~3.5)mm虽然有利于脱氮,但不适应高水力负荷:大颗粒(2.5~4.5)mm减小了反洗频率,但不利于脱氮和SS去除。

2.2 短程硝化反硝化2.2.1 短程硝化反硝化原理在硝化过程中,把反应控制在亚硝酸盐阶段,然后由亚硝酸盐直接进行反硝化,或是在厌氧及低氧条件下由亚硝酸盐作为电子受体,将氨转化为氮气,以达到缩短反应过程的目的,这两种方式均为短程脱氮。

短程脱氮具有很多的优点:硝化段可减少约25%的能耗、在反硝化段可降低约40%对碳的需求、具有较高的硝化反硝化能力、以及产生较少的生物量等。

2.2.2 曝气生物滤池中短程硝化反硝化的影响因素(1)DO浓度合适的DO浓度对完成短程硝化反硝化作用至关重要。

王春荣[29]等通过两段BAF试验,发现在DO为(0.3~0.5)mg/L时,亚硝酸盐直接进行反硝化。

相关文档
最新文档