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(jìn)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(chǔ)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(qū)域 進(jìn)行認(rèn)真劃分,了解各個區(qū)域的生物脫氮功能,區(qū)別開生物脫氮的第一步硝化反 應(yīng)的場所,第二步反硝化反應(yīng)的場所。硝化和反硝化細(xì)菌對生存環(huán)境的要求不一 樣,污水廠的工藝管理人員的主要職責(zé)就是為水處理微生物提供比較好的生存環(huán)境, 只有明確了功能區(qū)域的劃分,才能提供比較好的生存環(huán)境。因為生物脫氮的兩步反 應(yīng)對氧的需求是不同的,運行人員需要明確廠內(nèi)生物池的每個區(qū)域是生物脫氮的 那一部分,才能進(jìn)行有效的工藝控制。污水廠在設(shè)計中都有很明確的硝化和反硝 化功能區(qū)的劃分,有些是在結(jié)構(gòu)上進(jìn)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(jìn)行了劃分,比如 SBR 工藝及相關(guān)的變種 CASS,CWSBR
等等,在同一個池體內(nèi)利用時序進(jìn)行不同功能區(qū)域的劃分;有些工藝在生物結(jié)構(gòu)上進(jìn)行的劃分,比如生物膜法,利用生物膜表層,內(nèi)層結(jié)構(gòu)上的微生物對氧氣的接觸條件不同劃分。了解了廠內(nèi)的生物脫氮的區(qū)域劃分以后,工藝管理人員就要在不同的區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)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(yīng)的機(jī)理來進(jìn)行的。
在硝化區(qū),氨氮的硝化反應(yīng)是需要大量的氧氣參與反應(yīng)的,因此在這個階段, 是要有充足的曝氣。而且硝化反應(yīng)的速率是低于生物降解碳源的反應(yīng)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(yīng)過程,往往會提供富裕的氧氣來滿足硝化反應(yīng),而且在初期培養(yǎng)階段,可以明顯看到出水的 COD 已經(jīng)達(dá)標(biāo),但是氨氮需要更長一個時間段之后才會達(dá)標(biāo);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(biāo),然后是 COD 的超標(biāo)。綜合這些因素來說, 硝化區(qū)要保持一定溶解氧富裕。由于我們在生物池上監(jiān)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(jié)能降耗的曝氣控制,是在生物池的出口位置,溶解氧達(dá)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(yīng)的過程了。
在反硝化區(qū),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(jìn)行反應(yīng)的,我們需要把硝態(tài)氮中的氧原子奪出來,這個反應(yīng)難度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于從水中直接攝取氧氣,所以在反硝化區(qū),工藝管理人員要嚴(yán)格控制水中的溶解氧的含量。從 AO,A2O 工藝來看,反硝化區(qū)都在硝化區(qū)(曝氣區(qū)域)前端,從工藝流程上說是沒有進(jìn)行人工的強(qiáng)制的曝氣的,這樣看來反硝化區(qū)是不用擔(dān)心水中的氧氣對反硝化反應(yīng)的干擾的。但是在實際運行中,卻不是這樣的,反硝化區(qū)往往存在大量的氧氣,造成反硝化反應(yīng)不佳。這就與上面硝化反應(yīng)中,生物池出口的溶解氧控制有關(guān)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(wěn)定達(dá)標(biāo), 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(qū)后,會造成反硝化區(qū)內(nèi)的溶解氧的含量較高,阻止了反硝化菌對硝態(tài)氮內(nèi)的氧的奪取。所以這就需要我們對硝化部分進(jìn)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(yīng)進(jìn)行的重要因素。同時在反硝化區(qū)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(nèi)反硝化的進(jìn)行程度。
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反硝化內(nèi)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(tài)氮和碳源的接觸機(jī)會和反應(yīng)幾率的設(shè)備,因此反硝化區(qū)的推進(jìn)器也是作為反硝化反應(yīng)的主要設(shè)備,在日常的管理中,對設(shè)備的運行保養(yǎng)也是工藝管控的組成部分。
復(fù)制成功
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