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污水生化反应处理工艺中脱氮原理:
污水中含氮化合物是以有机氮(动植物蛋白、氨基酸、尿素、抗生素和激 素等胺类化合物) 、氨态氮(NH3、NH4+)、亚硝酸氮(NO-2)、硝酸氮(NO-3)、 凯氏氮多种形式存在。我们处理的污水浓度不高时(如生活污水、医院排放污水), 所含氮化物主要是以氨态氮为主,排放浓度不高的污水脱氮处理流程是将污水中 氨氮经过硝化段氨氧化转化成硝态氮,然后进入到反硝化工艺中转变成氮气排放 来达到污水脱氮目的,这类污水只需采用硝化/反硝化工艺即可达到很好的处理 效果采用工艺上较为简单。当处理的是高浓度有机污水(比如养殖污水) ,这类污水含氮化物高水质成 分复杂,特别是养殖场排放的污水粪便污水中多含有未消化的食物残渣(蛋白 质) 、氨基酸、抗生素等,使不易分解的有机氨类浓度增加,此时污水脱氮处理 再直接采用硝化/反硝化处理工艺是无法达到脱氮效果的,而且污水中含有的高浓度氨氮也会抑制系统内生化反应进程,使整个反硝化过程减慢或停滞。这时前 置处理段厌氧反应器的作用更显得重要,污水中有机氮在厌氧反应器中则会转化 成易于处理的氨或硝酸盐,亚硝酸氮( NO-2)、硝酸氮( NO-3)会直接在反硝 化中转为氮气排放,同时厌氧反应器可将污水中悬浮的有机物通过水解酸化、分 解、消化转化成易于微生物吸收的溶解性小分子状态。反应器出水含有污染物指标量还是很高的,将继续进入到后置工艺段处理, 污水脱氮除磷及 BOD 等污染物的去除都在后面生化处理系统内同步进行。高浓 度污染物的去除需要配合厌氧反应器作预处理,通过对污水中物质形态转化来提 高可生化性。厌氧反应器出水总氮不变,污水中含有的 NH3-N、TP 、COD 、BOD 等在后面生化工艺段中经多级处理后均能达到国家排放标准。
3 、污水生化反应处理工艺中除磷原理:
污水中的磷来源于化肥农药、洗涤剂、化工、食品加工、污泥发酵、食物泔 水、粪污等。磷元素在污水中多以有机磷(磷酸盐) 和无机磷(农药成分等) 形 式存在,这些磷成分无法像氨氮那样被分解,但容易和 Ca2+ 、Fe3+、Al3+这些离 子结合沉淀,也就是我们常说的加入污水絮凝药剂。污水采用生化处理工艺时,会设计有生物除磷工艺。在污水中一种被称为聚 磷菌的生物菌在厌氧条件下能充分释放其细胞体内的聚合磷酸盐(该过程称为释 磷) ;而在好氧段该聚磷菌又能超过其生理需要大量吸磷,并将其转化成自身需要的营养成分形成富含磷的生物泥(磷肥) ,再通过系统排放达到除磷目的。对于低浓度污水而言(生活污水) ,厌氧/好氧段完全能满足生化系统中除 磷所需要的条件要求,但在处理高浓度污水时污水中含有的污染物浓度较高,聚 磷菌自身生物特性使其在厌氧条件下释磷速度很慢,以至可以忽略掉其在浓度高的污水环境中的除磷效率,无法满足生物除磷标准。这也是我们在方案设计中, 针对这一情况作污水处理前置段厌氧反应器工艺考虑,此类反应器设备独特工艺 结构很适合在浓度较高的污水环境中运行。污水在厌氧环境下会产生乙酸(一种 能快速降解的有机物,含量 P/COD 值约为进水的 1/3-4)可促进聚磷菌体内磷的 释放,作为衡量脱磷的基础条件(BOD/P>20)。
高浓度污水利用在厌氧反应器内作无氧反应,此反应过程中会将污水中有机 污染物转化并产生大量乙酸、丙酸等。在生化系统除磷工艺中,聚磷菌厌氧释磷 的程度与污水中所含有的基质类型关系很大,当污水中含有一定量的乙酸等挥发性脂肪酸基质时,释磷会变得迅速而且彻底,污水除磷效率增加。
4 、污水中 COD 、BOD 去除工艺:
被处理不同类型的污水会含有不同的浓度和成分,且污水含有的污染物成分 在各项生化指标都较好的条件下,选择合适的处理工艺就能有效去除污水中 COD、BOD 等有害污染物实现出水排放达标的目的。在筛选合适处理技术工艺时, 需要结合污水中污染物 COD 和 BOD 的浓度及去除机理来选择对应的工艺路线。污水中 COD (化学需氧量) 和 BOD (生物需氧量) 是衡量污水污染程度的 一项重要指标之一,其数值大小与水污染度成正比。BOD 数值代表能容易被生物 降解的有机物量,我们可以理解成污水中含有的溶解性有机物容易被生物降解的 那一部分。而 COD 数值包含有可被生物(生化) 降解的有机物和不能被生物降 解的无机物,在 COD 数值中能生物降解的有机物又分为易降解和难降解( COD 的去除率取决于其可生化性,难降解有机污染物多采用组合工艺来处理。)两部 分,所以污水中污染物指标 COD 的数值一般都比 BOD 值大,BOD 与 COD 比值决 定了污水处理选用的技术工艺能否采用生化工艺来处理的可行性。
COD 值高的有机污水多采用厌氧发生器做前置处理工艺,通过厌氧发生器 (水解工艺段-酸化工艺段-产乙酸工艺段) 将污水中有机污染物不断分解成小分 子结构,让有机污染物做形态上转变(总氮总磷不变) ,这一过程中厌氧发酵后 会产甲烷同时去除大部分 COD(此工艺段 COD 去除率 60-80%),也为提高后续 生化工艺处理效率做条件铺垫,剩余 COD 将在后续缺氧/好氧工艺段中得到去除。
污水处理中对 BOD 的去除除生物吸附作用外(吸附非溶解有机物) ,微生物的 代谢功能也起到主导作用。在生化系统中微生物在有氧条件下会将污水中部分溶 解有机污染物合成新生细胞(微生物数量增值) 我们统称为“活性污泥”(见下 图) ,另一部分有机污染物经过分解代谢,成为合成新细胞所需的能量来源,代谢产物为水和二氧化碳等无害稳定的物质,从而完成对污水中 BOD 的降解去除。返回搜狐,查看更多