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    03可生化污水中氨氮的生物降解技術路線和原理(之二)強微環保硝化細菌

    2021/4/1 21:14:06   文章來源:強微生物科技   瀏覽次數:2783
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    3、總氮中氨氮的生物法脫除原理和方法(僅針對氨氮的降解原理)

    ⑴ 氨氮的降解脫除方法有以下幾種:
         一是生物降解:有氧硝化作用變成硝基氮(后需要再經反硝化作用轉化成氮氣),適用于氨氮低于800~1000ppm以內的污水,因為硝化作用是純粹的微生物作用,微生物對污水中的氨氮和滲透壓,具有有限的承受能力,適用于可生化污水,即BOD/TN大于5以上的污水;本書主要講解這種可生化污水的處理;
         二是生物降解:短程硝化和反硝化作用:短程硝化是指NH3生成亞硝酸根,不再生產硝酸根;而由亞硝酸根直接生成N2,稱為短程反硝化。短程硝化反硝化是指NH3---NO2----N2,即可以從水中氨氮去除的一種工藝。
         強微公司有專業的“強微短程硝化和反硝化細菌”可一次性將氨氮和硝基氮一網打盡。但其中的鞘氨醇單胞菌會產生黃原膠,會影響后續沉淀效果,所以,一般這個產品不用于污水處理工程,僅用于景觀湖,河道,氧化塘等處理中,效率高速度快;
         三是物理作用:氨氮吹脫作用:即加強堿提高堿性,使PH達到12或更高,大量充氣將分子氨氮吹脫到空氣中去,可以利用簡陋的曝氣池進行吹脫處理,也可以利用專業的吹脫塔進行氨氮吹脫處理,當然,要及時用酸性溶液回收利用,以免污染空氣;這適用于氨氮高于600ppm以上,污水中COD/TN特別是BOD/TN比值小,或缺少碳源的污水,避免將來反硝化脫氮時使用太多的碳源(成本極高);
         四是化學作用:鳥糞石反應結晶沉淀作用等去除氨氮,適用于氨氮含量極高,或碳氮比(BOD/TN)太小的污水預處理;另外以前還有氨氮祛除劑之類的強氧化劑產品,直接將氨氮強烈氧化成氮氣揮發,但適用于極高氨氮(又沒有BOD碳源)的高氨氮污水,但反應強烈,刺鼻味強,對空氣污染大,目前已禁止使用;

    硝化細菌常常是革蘭氏陰性細菌

     

    ⑵ 可生化污水中氨氮的硝化作用原理

         ① 首先是好氧硝化作用在有氧條件下,在亞硝化細菌+硝化細菌的作用下,將氨氮最終轉化成亞硝酸鹽和硝基鹽(統稱硝基氮),這需要較高的曝氣量和消耗總堿度配合;
         強微公司已研發生產多株好氧硝化細菌,商品名為“強微復合硝化細菌”,以及兼有一定反硝化作用的“強微短程硝化和反硝化細菌”,以及“強微全價活性污泥菌”三個復合型產品;其中降氨氮速率可達5~10ppm/h。(速度范圍具體與硬件和碳氮比和水溫及PH有關)。

         ② 其次有可能開發出更為節能的“厭氧氨氧化細菌”:可在缺氧的環境中將氨氮轉化成硝基氮,我們拭目以待;

         ③ 下面講解常規的有氧硝化作用反應式:
         硝化作用是在土著或人工生產的硝化細菌的作用下,在有氧(高溶氧更好)曝氣條件下完成的,是一個有氧氧化過程;
         由亞硝化細菌和硝化細菌來完成,不需要有機碳源,但需要HCO3-、CO3-2等作為碳源(消耗總堿度);以氮元素作為電子供體,氧分子作為電子受體; 
         硝化作用需要溶氧配合;每降解1克氨氮,消耗4.6克氧和7.1克總堿度,表現為PH下降;
         在好氧區,在氨氧化細菌、亞硝酸細菌,和硝化細菌的作用下進行如下化學反應:

    2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O

    2NO2-+O2→2N03-。

    ⑶ 可見光靠硝化作用并不能去除總氮
         因為硝化作用,只是把氨氮轉化成了硝基氮(亞硝酸鹽NO2和硝酸鹽NO3),并沒有離開污水,還在污水中,還能被檢測出來;
         所以,還需要配合反硝化作用(傳統的是缺氧或厭氧反硝化作用),再將硝基氮,轉化成氮氣,逸出污水水體,才算徹底的脫氮;

    ⑷ 硝化池中的生物填料
         無論是硝化池(好氧池)還是反硝化池(厭氧池),安裝生物復合填料,都可以顯著增加菌類的生物量(掛膜量),從而顯著增強脫氮的效果和速率,具體看下圖生物填料之一;

    A/O工藝中硝化池組(曝氣池)的生物填料(上面裝有消泡噴淋裝置)

    厭氧池(反硝化池)的生物填料

     

     


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