,呈現(xiàn)出污染從城市向農(nóng)村轉(zhuǎn)移的態(tài)勢(shì)。
氮在水中主要以有機(jī)氮和無機(jī)氮兩種形態(tài)存在
,來源于生活污水
、農(nóng)業(yè)廢棄液、工業(yè)廢水等
。含氮物質(zhì)可以通過自然過程和人類活動(dòng)等途徑進(jìn)入水環(huán)境中
,天然水體中的亞硝酸氮濃度很低,人類活動(dòng)是引起氮含量過多的主要原因
,主要通過面污染和點(diǎn)污染進(jìn)入水體
。常見的面污染源有:農(nóng)業(yè)面源污染、城市雨水徑流污染
、氣載污染物污染
、水體流失和水產(chǎn)養(yǎng)殖等。常見的點(diǎn)污染源有:城市污水與工業(yè)廢水直接排放
、污水處理廠的尾水排放
、生活垃圾場(chǎng)和工業(yè)廢料場(chǎng)等。大量的氮污染物進(jìn)入水體會(huì)加速水體的富營(yíng)養(yǎng)化
,惡化水體質(zhì)量
,影響漁業(yè)發(fā)展和危害人體健康,影響供水水質(zhì)和增加制水成本
。
根據(jù)社會(huì)用水健康循環(huán)的基本策略
,污水深度處理與再生利用是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié),也是我國(guó)水環(huán)境恢復(fù)的切入點(diǎn)
。如果在城市污水二級(jí)處理的基礎(chǔ)上深度處理和再生利用
,可以將排放水變成再生水作為城市的第二水源,不但緩解了水資源的不足
,還減輕了水環(huán)境的污染
,對(duì)社會(huì)用水健康循環(huán)具有重要的戰(zhàn)略意義。因此
,為了保護(hù)水環(huán)境
,以及實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)污水廠污水二次利用
,嚴(yán)格控制出水氮含量是極其必要的
。
傳統(tǒng)生物脫氮工藝
在城市污水中,氮有多種存在形式,包括有機(jī)氮
、氨氮
、硝酸氮、亞硝酸氮和氣態(tài)氮等
,并且它們?cè)谝欢ǖ臈l件下可以相互轉(zhuǎn)化
。傳統(tǒng)生物法脫氮途徑一般包括三個(gè)階段:氨化作用、硝化作用和反硝化作用
,這三個(gè)階段分別在氨化菌
、硝化菌和反硝化菌的作用下完成,如下圖1所示
。有機(jī)氮化合物在氨化菌的作用下
,被分解轉(zhuǎn)化為氨氮,這一過程稱為氨化作用
。在硝化菌和亞硝酸菌的作用下
,氨氮進(jìn)一步分解氧化為亞硝酸氮,轉(zhuǎn)化為硝化氮
,這個(gè)過程稱為硝化作用
。然后,在生物反硝化系
,反硝化菌利用碳源電子供體
,亞硝酸氮、硝酸氮作為電子受體
,將亞硝酸氮
、硝酸氮還原為氣態(tài)氮,同時(shí)去除有機(jī)物和氮污染物
。通過上述三個(gè)階段的反應(yīng)
,實(shí)現(xiàn)從廢水中脫氮的目的。當(dāng)然
,氮的去除還包括微生物細(xì)胞的同化作用將氨轉(zhuǎn)化細(xì)胞原生質(zhì)成分
。
基于上述原理設(shè)計(jì)的脫氮工藝為前置反硝化生物脫氮工藝,即廣泛使用的A/O(缺氧/好氧)工藝
。在A/O工藝中
,回流液中的大量硝酸鹽回流到缺氧池,從原污水中得到充足的有機(jī)物
,使得反硝化脫氮充分進(jìn)行
。目前,我國(guó)大部分污水處理廠普遍存在著碳源不足的問題
,污水的碳氮比(C/N)偏低
,多數(shù)城填污水的C/N僅為3~4
,導(dǎo)致脫氮效率低,尤其進(jìn)入低溫季節(jié)
,情況更為嚴(yán)重
。因?yàn)楹醚醭刂械囊徊糠至髁繘]有回流到缺氧池而直接排放掉,所以該A/O工藝脫氮效果受到限制
,致使許多污水處理廠二級(jí)出水中殘余總氮含量偏高
,主要以硝酸氮形態(tài)出現(xiàn)。常規(guī)混凝-過濾-消毒的再生水處理工藝對(duì)氮的去除作用不明顯
,因此反硝化生物脫氮成為再生水深度脫氮的首選工藝
。為提高系統(tǒng)脫氮效率,可以向缺氧池中外加碳源
。
碳源是反消化過程不可少的一種物質(zhì)
。傳統(tǒng)的碳源物質(zhì)包括甲醇、乙酸和一些低分子糖類等
,甲醇
、乙酸等小分子液體碳源反硝化作用率高,脫氮效果好
,但其投加量不易控制
,運(yùn)輸和運(yùn)行成本較高,具有一定的毒性和危害
。研究者對(duì)外加碳源問題進(jìn)行了新的探索和嘗試研究
,開始探索開發(fā)新型外加碳源來代替?zhèn)鹘y(tǒng)碳源。
復(fù)合碳源是用于促進(jìn)反硝化脫氮異養(yǎng)菌群快速繁殖
,提高微生物凈化能力
,生化系統(tǒng)處理能力和抗沖擊力的一種新型復(fù)合性營(yíng)養(yǎng)素。
復(fù)合碳源由多種有機(jī)物氨基酸組成
,投加量少
,可以起到快速培菌的作用,且使用后水質(zhì)比較穩(wěn)定
,具有快速
、低耗、生物友好的特點(diǎn)
。
復(fù)合碳源兼具幾種傳統(tǒng)碳源的優(yōu)點(diǎn)
,化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,反硝化速率快
,污泥產(chǎn)量低
,污泥菌種適應(yīng)快,脫氮效果好
,處理成本低于其他幾種常規(guī)碳源藥劑
,適用于污水廠的應(yīng)急投加處理
,滿足水質(zhì)排放要求的同時(shí)達(dá)到大經(jīng)濟(jì)效果。
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本文Tags標(biāo)簽:傳統(tǒng)生物脫氮工藝,生物反硝化外加碳源的研究,復(fù)合碳源,常規(guī)碳源藥劑
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