總氮的去除
下篇 從前面兩篇的介紹和討論中,可以對污水處理廠廠的總氮的去除有一定的基本的了解,但是在污水廠的實際運行中,是要如何進行生物脫氮的管理呢? 在前兩篇《滾氮吧,總氮君(上)》《滾氮吧,總氮君(中)》的基礎上,我們來聊聊污水廠的生物脫氮的運行管理。
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對于一個具備生物脫氮功能的污水廠來說,運行管理人員要對生物處理區域 進行認真劃分,了解各個區域的生物脫氮功能,區別開生物脫氮的第一步硝化反 應的場所,第二步反硝化反應的場所。硝化和反硝化細菌對生存環境的要求不一 樣,污水廠的工藝管理人員的主要職責就是為水處理微生物提供比較好的生存環境, 只有明確了功能區域的劃分,才能提供比較好的生存環境。因為生物脫氮的兩步反 應對氧的需求是不同的,運行人員需要明確廠內生物池的每個區域是生物脫氮的 那一部分,才能進行有效的工藝控制。污水廠在設計中都有很明確的硝化和反硝 化功能區的劃分,有些是在結構上進行了劃分,比如 AO 工藝,A2O 工藝,前 置反硝化的氧化溝(卡魯塞爾 2000 及改良性的氧化溝)等等,是能很明確的看到的;有些工藝是時間上進行了劃分,比如 SBR 工藝及相關的變種 CASS,CWSBR
等等,在同一個池體內利用時序進行不同功能區域的劃分;有些工藝在生物結構上進行的劃分,比如生物膜法,利用生物膜表層,內層結構上的微生物對氧氣的接觸條件不同劃分。了解了廠內的生物脫氮的區域劃分以后,工藝管理人員就要在不同的區域進行相應的工藝管理了。而工藝管理的思路就是通過前面的幾篇文章對生物脫氮反應的機理來進行的。
在硝化區,氨氮的硝化反應是需要大量的氧氣參與反應的,因此在這個階段, 是要有充足的曝氣。而且硝化反應的速率是低于生物降解碳源的反應的,硝化菌的泥齡也比較長。在實際運行中,為了保證充足的硝化反應過程,往往會提供富裕的氧氣來滿足硝化反應,而且在初期培養階段,可以明顯看到出水的 COD 已經達標,但是氨氮需要更長一個時間段之后才會達標;反之在溶解氧或者泥齡過低的情況下,出水的氨氮首先會超標,然后是 COD 的超標。綜合這些因素來說, 硝化區要保持一定溶解氧富裕。由于我們在生物池上監測的溶解氧是微生物生長消耗溶解氧所剩余的水中的溶解氧(《活性污泥的 DO》),所以從理論上說,完美的節能降耗的曝氣控制,是在生物池的出口位置,溶解氧達到零。但是我們一般是要求出口的溶解氧要求在 2mg/L,這是為了保持一定的富裕溶解氧,但是這部分富裕溶解氧是不能過高的,原因就是下一步我們的反硝化反應的過程了。
在反硝化區,反硝化菌作為兼性菌,我們是不希望它利用水中溶解氧來進行反應的,我們需要把硝態氮中的氧原子奪出來,這個反應難度遠遠大于從水中直接攝取氧氣,所以在反硝化區,工藝管理人員要嚴格控制水中的溶解氧的含量。從 AO,A2O 工藝來看,反硝化區都在硝化區(曝氣區域)前端,從工藝流程上說是沒有進行人工的強制的曝氣的,這樣看來反硝化區是不用擔心水中的氧氣對反硝化反應的干擾的。但是在實際運行中,卻不是這樣的,反硝化區往往存在大量的氧氣,造成反硝化反應不佳。這就與上面硝化反應中,生物池出口的溶解氧控制有關了。很多污水廠喜歡用過量的曝氣來保證出水的 COD 和氨氮的穩定達標, 過量的曝氣會在從曝氣出口形成高溶解氧,這部分硝化液返回到反硝化區后,會造成反硝化區內的溶解氧的含量較高,阻止了反硝化菌對硝態氮內的氧的奪取。所以這就需要我們對硝化部分進行有效的控制,保持出口位置合理的溶解氧含量(1~2mg/L),是確保反硝化反應進行的重要因素。同時在反硝化區的日常巡檢過程中,也要注意反硝化氮氣釋放的氣泡情況,可以從表觀上大致了解廠內反硝化的進行程度。
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反硝化內的推流器是保證活性污泥不沉淀,加大反硝化菌和水中硝態氮和碳源的接觸機會和反應幾率的設備,因此反硝化區的推進器也是作為反硝化反應的主要設備,在日常的管理中,對設備的運行保養也是工藝管控的組成部分。
復制成功
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