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硝化反應(yīng)影響導(dǎo)致的氨氮超標(biāo)

時(shí)間:2022-07-14 16:14:18   訪客:884

氨氮超標(biāo)有很多種情況,如污泥負(fù)荷F/M和泥齡SRT、回流比R與水力停留時(shí)間T、溶解氧DO、硝化速率、BOD5/TKN對(duì)硝化的影響、pH和堿度對(duì)硝化的影響、有毒物質(zhì)對(duì)硝化的影響和溫度對(duì)硝化的影響。

1、污泥負(fù)荷F/M和泥齡SRT

生物硝化屬低負(fù)荷工藝,F(xiàn)/M一般都在0.15 kgBOD/(kgMLVSS·d)以下。負(fù)荷越低,硝化進(jìn)行得越充分,NH3-N向NO3—-N轉(zhuǎn)化的效率就越高。有時(shí)為了使出水NH3-N非常低,甚至采用F/M為0.05kgBOD/(kgMLVSS·d)的超低負(fù)荷。

與低負(fù)荷相對(duì)應(yīng),生物硝化系統(tǒng)的泥齡SRT一般較長(zhǎng),這主要是因?yàn)橄趸?xì)菌增殖速度較慢,世代期長(zhǎng),如果不保證足夠長(zhǎng)的SRT,硝化細(xì)菌就培養(yǎng)不起來(lái),也就得不到硝化效果。實(shí)際運(yùn)行中,SRT控制在多少,取決于溫度等因素。但一般情況下,要得到理想的硝化效果,SRT至少應(yīng)在15d以上。

2、回流比R與水力停留時(shí)間T

生物硝化系統(tǒng)的回流比一般較傳統(tǒng)活性污泥工藝大。這主要是因?yàn)樯锵趸到y(tǒng)的活性污泥混合液中已含有大量的硝酸鹽,如果回流比太小,活性污泥在二沉池的停留時(shí)間就較長(zhǎng),容易產(chǎn)生反硝化,導(dǎo)致污泥上浮。

生物硝化系統(tǒng)曝氣池的水力停留時(shí)間Ta一般也較傳統(tǒng)活性污泥工藝長(zhǎng),至少應(yīng)在8h之上。這主要是因?yàn)橄趸俾瘦^有機(jī)污染物的去除速率低得多,因而需要更長(zhǎng)的反應(yīng)時(shí)間。

3、溶解氧DO

硝化工藝混合液的DO應(yīng)控制在2.0 mg/L,一般在2.0~3.0 mg/L之間。當(dāng)DO小于2.0 mg/L時(shí),硝化將受到抑制;當(dāng)DO小于1.0 mg/L時(shí),硝化將受到完全抑制并趨于停止。生物硝化系統(tǒng)需維持高濃度DO,其原因是多方面的。首先,硝化細(xì)菌為專性好氧菌,無(wú)氧時(shí)即停止生命活動(dòng),不像分解有機(jī)物的細(xì)菌那樣,大多數(shù)為兼性菌。其次,硝化細(xì)菌的攝氧速率較分解有機(jī)物的細(xì)菌低得多,如果不保持充足的氧量,硝化細(xì)菌將“爭(zhēng)奪”不到所需要的氧。另外,絕大多數(shù)硝化細(xì)菌包埋在污泥絮體內(nèi),只有保持混合液中較高的溶解氧濃度,才能將溶解“擠入”絮體內(nèi),便于硝化菌攝取。

一般情況下,將每克NH3-N轉(zhuǎn)化成NO3-N約需氧4.57g,對(duì)于典型的城市污水,生物硝化系統(tǒng)的實(shí)際供氧量一般較傳統(tǒng)活性污泥工藝高50%以上,具體取決于進(jìn)水中的TKN濃度。

4、硝化速率

生物硝化系統(tǒng)一個(gè)專門的工藝參數(shù)是硝化速率,系指單位重量的活性污泥每天轉(zhuǎn)化的氨氮量,一般用NR表示,單位一般為gNH3-N/(gMLVSS·d)。NR值的大小取決于活性污泥中硝化細(xì)菌所占的比例,溫度等很多因素,典型值為0.02 gNH3-N/(gMLVSS·d),即每克活性污泥每天大約能將0.02 gNH3-N轉(zhuǎn)化成NO3—-N。

5、BOD5/TKN對(duì)硝化的影響

TKN系指水中有機(jī)氮與氨氮之和。入流污水中BOD5與TKN之比是影響硝化效果的一個(gè)重要因素。BOD5/TKN越大,活性污泥中硝化細(xì)菌所占的比例越小,硝化速率NR也就越小,在同樣運(yùn)行條件下硝化效率就越低;反之,BOD5/TKN越小,硝化效率越高。典型城市污水的BOD5/TKN大約為5-6,此時(shí)活性污泥中硝化細(xì)菌的比例約為5%;如果污水的BOD5/TKN增至9,則硝化菌比例將降至3%;如果BOD5/TKN減至3,則硝化細(xì)菌的比例可高達(dá)9%。其次,BOD5/TKN變小時(shí),由于硝化細(xì)菌比例增大,部分會(huì)脫離污泥絮體而處于游離狀態(tài),在二沉池內(nèi)不易沉淀,導(dǎo)致出水混濁。綜上所述,BOD5/TKN太小時(shí),雖硝化效率提高,但出水清澈度下降;而B(niǎo)OD5/TKN太大時(shí),雖清澈度提高,但硝化效率下降。因而,對(duì)某一生物硝化系統(tǒng)來(lái)說(shuō),存在一個(gè)最佳BOD5/TKN值。很多處理廠的運(yùn)行實(shí)踐發(fā)現(xiàn),BOD5/TKN值最佳范圍為2~3。

6、 pH和堿度對(duì)硝化的影響

硝化細(xì)菌對(duì)pH反應(yīng)很敏感,在PH為8~9的范圍內(nèi),其生物活性最強(qiáng),當(dāng)PH<6.0或>9.6時(shí),硝化菌的生物活性將受到抑制并趨于停止。在生物硝化系統(tǒng)中,應(yīng)盡量控制混合液的pH大于7.0,當(dāng)pH<7.0時(shí),硝化速率將明顯下降。當(dāng)pH<6.5時(shí),則必須向污水中加堿。

混合液pH下降的原因可能有兩個(gè),一是進(jìn)水中有強(qiáng)酸排入,導(dǎo)致入流污水pH降低,因而混合液的pH也隨之降低。如果無(wú)強(qiáng)酸排入,正常的城市污水應(yīng)該是偏堿性的,即pH一般都大于7.0,此時(shí)混合液的pH則主要取決于入流污水中堿度的大小。由硝化反應(yīng)方程可看出,隨著NH3-N被轉(zhuǎn)化成NO3-N,會(huì)產(chǎn)生出部分礦化酸度H+,這部分酸度將消耗部分堿度,每克NH3-N轉(zhuǎn)化為NO3-N約消耗7.14g堿度(以CaCO3計(jì))。因而當(dāng)污水中的堿度不足而TKN負(fù)荷又較高時(shí),便會(huì)耗盡污水中的堿度,使混合液pH降低至7.0以下,使硝化速率降低或受到抑制。

7、有毒物質(zhì)對(duì)硝化的影響

某些重金屬離子、絡(luò)合陰離子、氰化物以及一些有機(jī)物質(zhì)會(huì)干擾或破壞硝化細(xì)菌的正常生理活動(dòng)。當(dāng)這些物質(zhì)在污水中的濃度較高,便會(huì)抑制生物硝化的正常運(yùn)行。例如,當(dāng)鉛離子大于0.5mg/L、酚大于5.6mg/L、硫脲大于0.076mg/L時(shí),硝化均會(huì)受到抑制。有趣的是,當(dāng)NH3-N濃度大于200mg/L時(shí),也會(huì)對(duì)硝化過(guò)程產(chǎn)生抑制,但城市污水中一般不會(huì)有如此高的NH3-N濃度。

8、溫度對(duì)硝化的影響

硝化細(xì)菌對(duì)溫度的變化也很敏感。在5~35℃的范圍內(nèi),硝化細(xì)菌能進(jìn)行正常的生理代謝活動(dòng),并隨溫度的升高,生物活性增大。在30℃左右,其生物活性增至最大,而在低于5℃時(shí),其生理活動(dòng)會(huì)完全停止。在生物硝化系統(tǒng)的運(yùn)行管理中,當(dāng)污水溫度在16℃之上時(shí),采用8~10d的泥齡即可;但當(dāng)溫度低于10℃時(shí),應(yīng)將泥齡SRT增至12~20d。




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