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厌氧氨氧化与短程硝化反硝化的区别!

来源:AG8亚洲国际游戏集团环保     宣布时间:2021-01-06

       厌氧氨氧化与短程硝化反硝化的区别,许多小同伴容易搞混,本文从两个工艺自己的原理出发写一写两个工艺的异同点!

       一 短程硝化反硝化

       生物脱氮包括硝化和反硝化两个反应历程,第一步是由亚硝化菌将NH4+-N氧化为NO2--N的亚硝化历程;第二步是由硝化菌将NO2--N氧化为氧化为NO3--N的历程;然后通过反硝化作用将爆发的NO3—N经由NO2--N转化为N2,NO2--N是硝化和反硝化历程的中间产品。1975年Voets等在处理高浓度氨氮废水的研究中,发明了硝化历程中NO2--N积累的现象,首次提出了短程硝化反硝化脱氮的看法。如下图所示。

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       比较两种途径,很明显,短程硝化反硝化比全程硝化反硝化减少了NO2-、NO3-和NO3- 、NO2-两步反应,这使得短程硝化反硝化生物脱氮具有以下优点:

       1、可节约供氧量25%。节省了NO2-氧化为NO3-的好氧量。

       2、在反硝化阶段可以节省碳源40%。在C/N比一定的情况下提高了TN的去除率。并可以节省投碱量。

       3、由于亚硝化菌世代周期比硝化菌短,控制在亚硝化阶段可以提高硝化反应速度和微生物的浓度,缩短硝化反应的时间,而由于水力停留时间比较短,可以减少反应器的容积,节省基建投资,一般情况下可以使反应器的容积减少30%~40%。

       4、短程硝化反硝化反应历程在硝化历程中可以减少产泥25%~34%,在反硝化历程中可以减少产泥约50%。 由于以上的优点,使得短程硝化-反硝化反应尤其适应于低C/N比的废水,即高氨氮低COD,既节省动力用度又可以节省增补的碳源的用度,所以该工艺在煤化工废水方面很是可行。

       二 厌氧氨氧化

       本文说的厌氧氨氧化是目前的主流的应用的工艺流程(彭永臻院士的短程反硝化暂时不介绍)。Anammox是在无氧条件下,以氨为电子供体、亚硝酸为电子受体,爆发氮气和硝酸的生物反应。Anammox包括两个历程:一是剖析(产能)代谢,即以氨为电子供体,亚硝酸盐为电子受体,两者以1:1的比例反应生成氮气,并把爆发的能量以ATP的形式贮存起来;二是合成代谢,即以亚硝酸盐为电子受体提供还原力,利用碳源二氧化碳以及剖析代谢爆发的ATP合成细胞物质,并在这一历程中爆发硝酸盐。厌氧氨氧化菌 (Anaerobic ammonia oxidation bacteria, AnAOB) 是厌氧氨氧化的实施者。

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       厌氧氨氧化的爆发进程主要分为两大步:“第一个历程是部分亚硝化(Partial Nitritation),在这个历程中只有约莫55%的氨氮需要转化为亚硝酸盐氮;第二个历程是厌氧氨氧化(Anammox),氨氮在厌氧条件下,被亚硝酸氮作为电子受体,氧化成氮气。因此它也被称作PN/A工艺。

       在这历程中,约莫89%的无机氮都将被转化爆发氮气,另外11%的无机氮被转化为硝酸盐氮,与古板硝化反硝化工艺相比,厌氧氨氧化工艺有着巨大的技术优势,其曝气能耗只有古板工艺的55-60%;该工艺险些无需碳源,如果为了去除硝酸盐产品需要在厌氧氨氧化历程中投加碳源,其投加量也比古板工艺中碳源投加量降低90%;厌氧氨氧化工艺可以减少45%碱度消耗量。同时,厌氧氨氧化工艺的污泥产量也远低于古板脱氮工艺,这将显著降低剩余污泥的处理和处理本钱。

       三 短程硝化反硝化与厌氧氨氧化的异同点

       1、影响因素的配合点

       短程硝化反硝化与厌氧氨氧化的配合点就是短程硝化,所以短程硝化的影响因素是两者相同的地方。

       1.1、温度的影响 温度对微生物影响很大。亚硝酸菌和硝酸菌的最适宜温度不相同,可以通过调理温度抑制硝酸菌的生长而不抑制亚硝酸菌的要领,来实现短程硝化反硝化历程。海内的高峻文研究标明:只有当反应器温度凌驾28℃时,短程硝化反硝化历程才华较稳定地进行。

       1.2、pH值的影响 pH较低时,水中较多的是氨离子和亚硝酸,这有利于硝化历程的进行,此时无亚硝酸盐的积累;而当pH较高时,可以积累亚硝酸盐。因此合适的pH情况有利于亚硝化菌的生长。pH对游离氨浓度也爆发影响,进而也会影响亚硝酸菌的活性,研究标明:亚硝化菌的适宜pH值在8.0四周,硝化菌的pH值在7.0四周。因此,实现亚硝化菌的积累的pH值最幸亏8.0左右。

       1.3、溶解氧(DO)的影响DO对控制亚硝酸盐的积累起着至关重要的作用。亚硝化反应和硝化反应均是好氧历程,而亚硝酸菌和硝酸菌又保存动力学特征的差别:低DO条件下亚硝酸菌对DO的亲和力比硝酸菌强。可以通过控制DO使硝化历程只进行到氨氮氧化为亚硝态氮阶段,从而淘汰硝酸菌,抵达短程硝化的目的。

       1.4、泥龄的影响氨氮的硝化速率比亚硝态氮的氧化速率快,而亚硝酸菌的世代周期比硝化菌的世代周期短,因此可以通过控制HRT使泥龄在亚硝酸菌和硝酸菌的最小停留时间之间,使亚硝酸菌成为优势菌种,逐步淘汰硝酸菌。

       2、影响因素的差别点

       污水中含有的COD 有助于异养反硝化菌的生长并对Anammox 历程形成抑制,只有当COD 被前者消耗至较低水平时Anammox 历程才有可能占主导。这一问题在高强度都会污水的处理中尤为突出。Winkler等通过研究指出,在25℃情况下,如果原水的C/N <0.5,则Anammox 与异养反硝化历程可以和谐共存,不会导致脱氮效果下降。而反硝化必须有碳源的保存,并且需要控制CN比2-4(短程硝化反硝化),所以,碳源关于这两来说是最大的差别点!

       3、情况的异同点

       厌氧氨氧化与短程硝化反硝化中的反硝化都是缺氧情况,这一点小同伴要注意,厌氧氨氧化也是缺氧情况(亚硝酸盐情况),只不过开始取名的时候不知道其原理,而导致的误区!两者缺氧情况中ORP(氧化还原电位)控制是差别的,因为有碳源的要求的差别,加上亚硝酸盐的氧化和还原性的两面性,短程硝化反硝化的反硝化池ORP控制比厌氧氨氧化低许多,这是两者缺氧情况的差别。
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