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03-可生化污水中氨氮的生物降解技术路线和原理(之二)强微环保硝化细菌

2021/3/31 9:38:13   文章来源:强微生物科技   作者:钟启平   浏览次数:4346
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3、总氮中氨氮的生物法脱除原理和方法(仅针对氨氮的降解原理)

⑴ 氨氮的降解脱除方法有以下几种:
     一是生物降解:有氧硝化作用变成硝基氮(后需要再经反硝化作用转化成氮气),适用于氨氮低于800~1000ppm以内的污水,因为硝化作用是纯粹的微生物作用,微生物对污水中的氨氮和渗透压,具有有限的承受能力,适用于可生化污水,即BOD/TN大于5以上的污水;本书主要讲解这种可生化污水的处理;
     二是生物降解:短程硝化和反硝化作用:短程硝化是指NH3生成亚硝酸根,不再生产硝酸根;而由亚硝酸根直接生成N2,称为短程反硝化。短程硝化反硝化是指NH3---NO2----N2,即可以从水中氨氮去除的一种工艺。
     强微公司有专业的“强微短程硝化和反硝化细菌”可一次性将氨氮和硝基氮一网打尽。但其中的鞘氨醇单胞菌会产生黄原胶,会影响后续沉淀效果,所以,一般这个产品不用于污水处理工程,仅用于景观湖,河道,氧化塘等处理中,效率高速度快;
     三是物理作用:氨氮吹脱作用:即加强碱提高碱性,使PH达到12或更高,大量充气将分子氨氮吹脱到空气中去,可以利用简陋的曝气池进行吹脱处理,也可以利用专业的吹脱塔进行氨氮吹脱处理,当然,要及时用酸性溶液回收利用,以免污染空气;这适用于氨氮高于600ppm以上,污水中COD/TN特别是BOD/TN比值小,或缺少碳源的污水,避免将来反硝化脱氮时使用太多的碳源(成本极高);
     四是化学作用:鸟粪石反应结晶沉淀作用等去除氨氮,适用于氨氮含量极高,或碳氮比(BOD/TN)太小的污水预处理;另外以前还有氨氮祛除剂之类的强氧化剂产品,直接将氨氮强烈氧化成氮气挥发,但适用于极高氨氮(又没有BOD碳源)的高氨氮污水,但反应强烈,刺鼻味强,对空气污染大,目前已禁止使用;

硝化细菌常常是革兰氏阴性细菌

 

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条件下,在亚硝化细菌+硝化细菌的作用下,将氨氮最终转化成亚硝酸盐和硝基盐(统称硝基氮),这需要较高的曝气量和消耗总碱度配合;
     强微公司已研发生产多株好氧硝化细菌,商品名为“强微复合硝化细菌”,以及兼有一定反硝化作用的“强微短程硝化和反硝化细菌”,以及“强微全价活性污泥菌”三个复合型产品;其中降氨氮速率可达5~10ppm/h。(速度范围具体与硬件和碳氮比和水温及PH有关)。

     ② 其次有可能开发出更为节能的“厌氧氨氧化细菌”:可在缺氧的环境中将氨氮转化成硝基氮,我们拭目以待;

     ③ 下面讲解常规的有氧硝化作用反应式:
     硝化作用是在土著或人工生产的硝化细菌的作用下,在有氧(高溶氧更好)曝气条件下完成的,是一个有氧氧化过程;
     由亚硝化细菌和硝化细菌来完成,不需要有机碳源,但需要HCO3-、CO3-2等作为碳源(消耗总碱度);以氮元素作为电子供体,氧分子作为电子受体; 
     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克总碱度,表现为PH下降;
     在好氧区,在氨氧化细菌、亚硝酸细菌,和硝化细菌的作用下进行如下化学反应:

2NH4++3O2→2NO2-+4H++2H2O

2NO2-+O2→2N03-。

⑶ 可见光靠硝化作用并不能去除总氮
     因为硝化作用,只是把氨氮转化成了硝基氮(亚硝酸盐NO2和硝酸盐NO3),并没有离开污水,还在污水中,还能被检测出来;
     所以,还需要配合反硝化作用(传统的是缺氧或厌氧反硝化作用),再将硝基氮,转化成氮气,逸出污水水体,才算彻底的脱氮;

⑷ 硝化池中的生物填料
     无论是硝化池(好氧池)还是反硝化池(厌氧池),安装生物复合填料,都可以显著增加菌类的生物量(挂膜量),从而显著增强脱氮的效果和速率,具体看下图生物填料之一;

A/O工艺中硝化池组(曝气池)的生物填料(上面装有消泡喷淋装置)

硝化反应原理

 

 


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