低温环境下污水脱氮技术.docx

《低温环境下污水脱氮技术.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《低温环境下污水脱氮技术.docx（8页珍藏版）》请在第一文库网上搜索。

1、低温环境下污水脱氮技术目录1 .序言12 .低温对脱氮工艺的影响23 .冬季污水厂氨氮问题及应急措施23. 1.概述23. 2.硝化原理33.3.硝化过程：33. 4.硝化影响因素43. 4. 1. 氨氮冲击43. 4. 2.碳氮比43. 4. 3.温度53. 4. 4.溶解氧63. 4. 5.碱度及PH值63. 4. 6.抑制物质73. 4. 7.泥龄73. 5.解决方案84.脱氮工艺的低温运行改进方法84. 1.菌种流加84. 2.接种耐冷菌84. 3.生物固定化94. 4.驯化91 .序百在低温的严寒条件下，污水处理过程中的脱氮处理就象是在寒冬中瑟瑟发 抖的旅人，受到温度的严重影响。在这

2、个时候，微生物酶的活性减弱，就象是 在严寒中冻结的液体，无法发挥其应有的处理功能。结果就是污水处理的效果 不能达到预期的目标，氮素会在水体中过度积累，如同给水体喂食过多的营养, 引发了水体富营养化现象，这已经成为了一种严重的生态危害。为了解决这个问题，我们通常采用生物法进行废水脱氮处理。硝化反硝化 工艺就是应用最普遍的生物脱氮工艺，它象是一颗生态魔术豆，通过生物反应 将氮素从废水中去除。然而，这个生物反应对环境条件十分敏感，就像娇嫩的 花朵在风雨中摇曳。温度的降低会严重影响微生物细胞内酶的活性，仿佛在一 定温度范围内，温度每降低10度，微生物的活性就会降低一倍，从而大大降低 了对污水的处理效果

3、。投入运行后，由于四季的更替和地理位置的影响，如果人工调控不当，温 度很难保持适宜。而温度的调控需要消耗大量的能源，这就好比是在寒冬中为 了取暖而燃烧的柴火。为了解决这个难题，我们的最佳途径就是开发出高效稳 定的低温生物处理工艺。这就象是在寒冷的环境中寻找一个温暖的家，让人向 往。2 .低温对脱氮工艺的影响温度是调节细菌生长与代谢的关键环境因素。大部分微生物在2035C的 范围内可以保持正常生长。温度主要通过影响微生物细胞内酶的活性来调控微 生物的生长速率与代谢过程，进而影响污泥产量、污染物去除效率和速率。同 时，温度还影响污染物降解途径、中间产物的形成及各种物质在溶液中的溶解 度，甚至可能影

4、响产气量与成分。在低温环境下，微生物体内的细胞质流动性 减缓，进而影响物质传输等代谢过程。普遍认为，低温会导致活性污泥的吸附性能和沉降性能下降，同时还会引 起微生物群落发生变化。虽然低温对微生物活性的抑制作用不同于高温带来的 毁灭性影响，但这种抑制作用通常是可恢复的。温度降低会导致生物脱氮工艺 的启动时间显著延长，处理负荷和处理效率大幅降低。为解决这一问题，可以 通过菌种流加、接种耐冷菌、细胞固定化和驯化等有效技术手段，提高低温废 水生物脱氮工艺的高效性和稳定性。3 .冬季污水厂氨氮问题及应急措施3.1. 概述冬季污水处理厂运行难度大问题多，低温时间较长、水温低、进水污染物 浓度高、污泥活性较

5、弱等影响无疑都增加了污水处理的难度，不利于污水处理 的正常进行。而污水常见指标中，冬季氨氮问题尤为突出。主要因为硝化菌是自养型细 菌，对温度较为敏感，一旦受冲击，恢复周期较长。本段将详细阐述硝化原理及影响因素，并提供解决冬季污水厂氨氮问题的 建议。3. 2.硝化原理硝化反应共分两个阶段。第一阶段为亚硝化，即镂根(NH：)氧化为亚硝酸根(NO；)的阶段。 参与这个阶段活动的亚硝酸细菌主要有5个属：亚硝化毛杆菌属 (Nitrosomonas);亚硝化囊杆菌属(NitroSOCyStis)；亚硝化球菌属 (Nitrosococcus);亚硝化螺菌属(NitrOSOSPira)和亚硝化肢杆菌属(Nit

6、roSOglOea)。 其中，尤以亚硝化毛杆菌属的作用居主导地位，常见的有欧洲亚硝化毛杆菌 (Nitrosomonas europaea)等。第二阶段为硝化，即亚硝酸根(NO；)氧化为硝酸根(N0；)的阶段。 参与这个阶段活动的硝酸细菌主要有3个属：硝酸细菌属(NitTObaCter)；硝酸刺 菌属(NitrOSPina)和硝酸球菌属(NitrOeoCCUs)。其中以硝酸细菌属为主，常见的 有维氏硝酸细菌(NitrobaCter WinogradSkyi)和活跃硝酸细菌(N. agilis)等。3. 3.硝化过程：将氨氮氧化成硝酸盐第一阶段：2NH1+3O22NO7+4H+2H2O第二阶段：2

7、NO7+O22 NO；SHARONANAMMOX3. 4.硝化影响因素影响生物硝化过程的环境因素主要有基质浓度、温度、溶解氧浓度、碱度、 PH值、污泥龄以及抑制物质的含量等。4. 4. 1.氨氮冲击氨氮冲击导致的氨氮超标这种情况一般是工业污水或者有工业污水进入生活污水管网的系统才能遇 到，笔者之前遇到的情况是上游汽提塔控制温度降低，导致来水氨氮突然升高, 脱氮系统崩溃，出水氨氮超标，污水处理现场氨味特别浓（曝气会有部分游离氨 逸出分析：氨氮冲击目前还没有明确的解释，笔者分析氨氮冲击是因为水中游 离氨（FA）过高导致的，虽然FA（游离氨）对AOB（氨氧化细菌/亚硝酸细菌）影响 比较弱，但是当FA

8、（游离氨）浓度在10150mgL时就开始对AOB（氨氧化细菌 /亚硝酸细菌）产生抑制作用，而游离氨（FA）对NoB（亚硝酸盐氧化细菌/硝酸 菌）影响更敏感,游离氨（FA）在0l60mgL时对NOB（亚硝酸盐氧化细菌/硝酸 菌）就起到的抑制作用，众所周知，硝化反应是亚硝酸菌和硝酸菌共同完成的， 对亚硝酸菌的抑制直接就可以导致硝化系统的崩溃。解决办法：保证PH的情况下，下面三种方法同时进行效果更好更快。1）降低系统内氨氮浓度；2）投加同类型污泥；3）闷爆。3. 4. 2.碳氮比对于硝化过程，碳氮比影响活性污泥中硝化细菌所占的比例，过高的碳氮 比将降低污泥中硝化细菌的比例。对于硝化过程，碳氮比影响活

9、性污泥中硝化细菌所占的比例，过高的碳氮 比将降低污泥中硝化细菌的比例。投配污水的碳氮比计算？污水的碳氮磷比值=IoO:5:1碳源的简单计算；尿素的投加量计算：氮d额计算(*0.05)磷的技术(*0.01)尿素(046)日处理水量m3*,生化池的COD的比值*BC值1000g*碳氮磷比值/100/ 尿素的含量4. 4. 3.温度温度不但影响硝化菌的比增长速率，而且影响硝化菌的活性，亚硝化菌最 佳的生长温度为35C,硝化菌的最佳生长温度为3542C0生物硝化反应的最 佳温度范围为2030C, 15C以下硝化反应速率下降，5C时反应基本停止。温度过低导致的氨氮超标这种情况多发生在北方无保温或加热的污

10、水处理厂，因为水温低于硝化细 菌的适宜温度，而且MLSS没有为了冬季代谢缓慢而提高，导致的氨氮去除率下 降。分析：细菌对温度的要求比人类低，但是也是有底线的，尤其是自养型的 硝化细菌，工业污水这种情况比较少，因为工业生产产生的废水温度不会因为 环境温度的变化波动很大，但是生活污水水温基本上是受环境温度来控制的， 冬季进水温度很低，尤其是昼夜温差大，往往低于细菌代谢需要的温度，使得 细菌休眠，硝化系统异常。解决办法：1)设计阶段把池体做成地埋式的(小型的污水处理比较适合)；2)提前提高污泥负荷；3)进水加热，如果有匀质调节池，可以在池内加热，这样波动比较小，如 果是直接进水可以用电加热或者蒸汽换

11、热或混合来提高水温，这个需要比较精 确的温控来控制进水温度的波动。4）曝气加热，比较小众，目前还没遇到过，其实空气压缩鼓风时温度已经 升高了，如果曝气管可以承受，可以考虑加热压缩空气来提高生化池温度。3. 4. 4.溶解氧硝化反应必须在好氧条件下进行，所以溶解氧的浓度也会影响硝化反应速 率，一般建议硝化反应中溶解氧的质量浓度大于2mgL我们运营过的污水是高硬度的废水，特别容易结垢，开始曝气使用微孔爆 气器，运行一段时间曝气头就会堵塞，导致DO 一直提不上来导致氨氮升高。分析：原因很简单，曝气的作用是充氧和搅拌，曝气头的堵塞造成两种都 受到影响，而硝化反应是有氧代谢，需要保证曝气池溶氧适宜的环境

12、下才能正 常进行，而DO过低则会导致硝化受阻，氨氮超标。解决办法：1）更换曝气头，如果硬度低操作问题导致的堵塞可以考虑这种方法；2）改造成大孔曝气器（氧利用率过低，风机余量大和不差钱的企业可以考虑） 或者射流曝气器（只能用监测池出水来进行充当动力流体，尤其是硬度高的污 水，切记！ ）o3. 4. 5.碱度及PH值在硝化反应中，每氧化Ig氨氮需要7.14g碱度（以碳酸钙计），如果不补充 碱度，就会使PH值下降。硝化菌对PH值的变化十分明显，硝化反应的最佳PH 值范围为7.58.5,当PH值低于7时，硝化速率明显降低，低于6和高于10.6 时，硝化反应将停止进行。PH过低导致的氨氮超标目前遇到的P

13、H过低导致的氨氮超标有三种情况：1）内回流太大或者内回流处曝气开太大，导致携带大量的氧进入A池，破 坏缺氧环境，反硝化细菌有氧代谢，部分有机物被有氧代谢掉，严重影响了反 硝化的完整性，因为反硝化可以补偿硝化反应代谢掉碱度的一半，所以因为缺 氧环境的破坏导致碱度产生减少，pH降低，低于硝化细菌适宜的PH之后硝化 反应受抑制，氨氮升高。这种情况可能有些同行会遇到，但是从来没从这方面 找原因。2）进水CN比不足，原因也是反硝化不完整，产生的碱度少，导致的PH下 降。3）进水碱度降低导致的PH连续下降。分析：PH降低导致的氨氮超标，实际中发生的概率比较低，因为PH的连 续下降是一个过程，一般运营人员在

14、没找到问题的时候就开始加碱去调节PH 了。解决办法：l）pH过低这种问题其实很简单，就是发现PH连续下降就要开始投加碱来 维持pH,然后再通过分析去查找原因。2）如果PH过低已经导致了系统的崩溃，目前笔者接触过PH在5.86的时 候，硝化系统还没有崩溃的情况，但是及时将PH补充上来，首先要把系统的 PH补充上来，然后闷爆或者投加同类型的污泥。3. 4. 6.抑制物质许多物质会抑制活性污泥过程中的硝化作用，例如：过高浓度的氨氮、重 金属、有毒物质以及有机物。对硝化反应的抑制作用主要有两个方面：1） 一是干扰细胞的新陈代谢2）二是破坏细菌最初的氧化能力某些重金属离子、络合阴离子、氟化物以及一些有机

15、物质会干扰或破坏硝 化细菌的正常生理活动。当这些物质在污水中的浓度较高，便会抑制生物硝化 的正常运行。例如，当铅离子大于0.5mg/L、酚大于5.6mgJ硫版大于 0.076mgL时，硝化均会受到抑制。有趣的是，当NH3N浓度大于200mgL 时，也会对硝化过程产生抑制，但城市污水中一般不会有如此高的NH3N浓度。3. 4. 7.泥龄硝化过程的泥龄一般为硝化菌最小世代时间的2倍以上，生物脱氮过程泥 龄宜为1225d泥龄导致的氨氮超标目前遇到过两种情况：1）压泥过多，导致氨氮升高。2）污泥回流不均衡，两侧系统污泥回流相差过大，导致污泥回流少的一侧氨氮升高。分析：压泥过多和污泥回流过少都会导致污泥的泥龄降低，因为细菌都有 世代期，SRT低于世代期，会导致该细菌无法在系统中聚集，形成不了优势菌 种，所以对应的代谢物无法去除。一般泥龄是细菌世代期的3-4倍。解决办法：1）减少进水或者闷爆；2）投加同类型污泥（一般情况下1, 2 一块用效果更好）；3）如果是污泥回流不均衡导致的问题，把问题系列的减少进水或者闷爆、 保证正常系列运行的情况下将部分污泥回流到问题系列。3. 5.解决方案针对污水厂冬季氨氮问题，常见的有补充活性污泥、外投高效硝化菌两种 方式。