收藏!一分钟读懂废水处理生物脱氮工艺介绍



脱氮是废水处理中的一个重要话题,但是不少入行挺多年的人还是对生物脱氮工艺理解的不太透彻,今天就来聊聊这个话题。

首先我们先要看懂生物脱氮的原理。在污水生物处理中,氮元素的转化是靠4个作用来完成的。

分别是同化、氨化、硝化和反硝化作用。

同化作用   就是微生物将氮转化为自身细胞的组成部分,最后可以通过剩余污泥排出。

氨化作用   是将有机氮转化为氨氮,通过反应式可以看出这一过程有2个特点,一是需要氧气;二是由于氨化菌是异养菌,所以整个过程都会消耗有机物。

硝化作用  分两步,先是将氨氮氧化为亚硝酸氮,再将亚硝酸氮氧化为硝酸氮,这里面涉及到两种细菌,但这不是重点,我就不说了。

这一过程的特点有2个,一个是消耗氧气,第二个是因为产物中有H+,为了维持系统的pH,所以还要消耗碱度。

反硝化作用    生物脱氮的最后一步,就是反硝化。

在这个过程中,上一步产生的亚硝酸氮和硝酸氮被还原为氮气。

这一过程的特点有3个,一是需要控制严格的缺氧条件,二是需要碳源作为电子供体参与反应,三是会产生碱度。

接下来我们来看污水处理中是怎么进行生物脱氮的。

根据上面的脱氮原理,有科学家提出了三级生物脱氮工艺,如图所示。

简单粗暴,氨化阶段给你上一个反应器,顺便还去除有机物;

硝化阶段再给你一个反应器,正好把上一个反应池中产生的氨氮转化成硝态氮;

完了以后该反硝化了,好的,我们再来一个反应器,继续把上一个池子中的硝态氮搞成氮气。

不知道大家发现问题没。

第一个反应器的氨化过程和第二个反应器的硝化过程,它俩都是需要氧气的。

于是我们的前辈灵机一动,把它俩合二为一,结果就出现了下面的两级生物脱氮工艺。

这样的改进可节省了不少的基建费用。

后来觉得沉淀池1放在那里也没啥必要,就给去掉了。

这样就变成单级生物脱氮系统,又轻松节省一笔费用,这里就不放单级的图了,大家可以自行脑补。

但是仔细观察,貌似还有不妥之处。

首先前边儿的反应器进行氨化作用的同时,消耗了有机物。

可是后边儿的反应器在进行反硝化时,它又要往里加有机物。

再来,前边儿的反应器中,我们要往里加碱度来中和H+。别问为什么,问了我就告诉你,因为硝化细菌它受不了7以下的pH,不然它就要死给你看。

可是到了后边儿,反硝化过程中又会产生碱度。

所以,我们机智的前辈又想到了改良的办法,那就是将反硝化反应器放在系统的最前端。

让原水中的有机物先参与反硝化过程,这样既可以省去额外投加碳源的费用,还帮好氧池去除了一部分有机物,又减少了一部分曝气的费用;

再有反硝化过程产生的碱度,可以直接补充给硝化过程,简直是一石好几鸟。

可能这里就有人疑惑了,反硝化过程设在最前边儿怎么能行呢?

毕竟反硝化过程是要硝态氮参与反应的,但是进水的氮它可不是硝态氮啊。

所以这里存在一个很关键的步骤,就是硝化液的回流,也叫做内回流。

只要将好氧池的混合液回流到缺氧池,就可以解决这个问题啦。