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碳源是反硝化菌高效脫氮簡要分析

發(fā)布時間：2021-03-16

閱讀文字：【大中小】

生物脫氮技術(shù)是通過硝化和反硝化菌來實現(xiàn)氮的去除

，而充足的碳源是反硝化菌高效脫氮的關(guān)鍵

，研究表明，只有當(dāng)C/N>4時才可給反確化細菌提供適量的碳源

，使得生物脫氮正常進行

，達到TN達標排放

。針對低C/N比污水傳統(tǒng)生物脫氮碳源不足

、脫氮效率不高等問題

，文章闡述了幾種有效處理低C/N比污水的組合工藝、連續(xù)流一體化間歇曝氣膜生物反應(yīng)器（IMBR）等新工藝及分段進水

、外加碳源等強化措施

，并對這些技術(shù)和工藝的應(yīng)用情況進行了簡要分析

。

關(guān)鍵詞：低C/N比，污水

，脫氮技術(shù)，碳源不足

1引言
根據(jù)對我國現(xiàn)有的785座城鎮(zhèn)污水處理廠進行的調(diào)査統(tǒng)計

，有高達65%以上的污水處理廠存在碳源不足的現(xiàn)象

，43%的污水處理廠的進水m（BOD5）/m（TKN）<3，進水中的C/N比值較低現(xiàn)象更加普遍

，污水中碳源已不能滿足微生物脫氮除磷所需[1]

。研究表明，只有當(dāng)C/N>4時才可給反確化細菌提供適量的碳源

，使得生物脫氮正常進行

，達到TN達標排放[2]。對于低C/N類的廢水

，碳源本身就不足

，廢水中原有的碳源不能滿足反銷化細菌對脫氮的要求，致使TN去除率不高成為正?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">，F(xiàn)象[3]

。低C/N比污水使用傳統(tǒng)活性污泥工藝處理時由于碳源不足而脫氮效率較低，若排放水體則存在富營養(yǎng)化潛在危險

，若增加深度處理則存在運行成本高

、占地面積大、脫氮也不徹底等問題

。而新的生物脫氮工藝又不成熟

，工程應(yīng)用上存在很多問題，因此低C/N比污水的高效脫氮成為當(dāng)今水處理技術(shù)上的一個難題

。

2處理低C/N比污水的組合工藝

A/O+Anammox工藝可實現(xiàn)低C/N比城市污水的高效脫氮

；在進水總氮（TN）平均質(zhì)量濃度為62.01mg/L，溶解性COD/TN（C/N）為2.42的條件下

，出水TN平均質(zhì)量濃度為11.48mg/L

，NH4+-N平均質(zhì)量濃度為1.83mg/L，可以達到國家《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準》（GB18918—2002）一級A標準

；A/O反應(yīng)器中TN去除占該工藝TN去除量的51.13%

，主要通過缺氧反硝化、好氧同步硝化反硝化和剩余污泥排放實現(xiàn)

；AO反應(yīng)器出水ρ（NO2-N）/ρ（NH4+-N）可控制在1.0左右

，滿足后續(xù)厭氧氨氧化對進水的要求。Anammox反應(yīng)器TN去除量占該工藝TN去除量的48.87%

；半亞硝化和厭氧氨氧化作用是A/O+Anammox工藝處理低C/N污水實現(xiàn)高效脫氮的關(guān)鍵原因[5]

。陳永志等[6]考慮到A2/O工藝的主要功能是除磷及反硝化

，而曝氣生物濾池則以硝化為目的。因此

，通過縮短A2/O的泥齡

，將硝化過程從A2/O中分離出去，讓曝氣生物濾池完成硝化

，實現(xiàn)硝化菌和聚磷菌的分離

，并解決了硝化菌和聚磷菌泥齡之間的矛盾，實現(xiàn)了A2/O-曝氣生物濾池工藝對低C/N比生活污水中有機物

、氮和磷的同步去除

。宋宏賓等[7]設(shè)計了水產(chǎn)養(yǎng)殖用水的三級生物膜短程硝化-反硝化處理工藝，并對該工藝在去除模擬水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水主要污染物的作用進行了初步研究

。研究結(jié)果表明

，在進水pH值7.5～8.5，溫度為28～32℃

，溶解氧為0.5～1mg/L

，游離氨濃度為5～10mg/L的條件下，模擬廢水的COD

、NH4+-N和TN的平均去除率分別達到94.4%

、91.6%和70.1%；并且低C/N比對出水氨氮NH4+-N的去除率影響不大

，NO2--N的平均濃度控制在5.2mg/L以下

，低于魚類的耐受濃度。表明該短程硝化-反硝化工藝設(shè)計

，可用于低C/N比水產(chǎn)養(yǎng)殖廢水主要污染物的生物處理

，尤其是可消除NO2--N對水產(chǎn)養(yǎng)殖的潛在威脅，基本達到養(yǎng)魚回用標準

。

3處理低C/N比污水的強化措施

3.1分段進水

分段進水工藝由于具有污泥濃度高

、水力停留時間短、碳源利用率高

、氮磷去除穩(wěn)定高效

、節(jié)省內(nèi)回流等特點被國內(nèi)外廣泛研究、應(yīng)用

。因此

，分段進水技術(shù)可為低濃度、低C/N廢水處理提供一條達一級A標準的新途徑[8]

。劉山虎等[9]采用分段進水SBR工藝處理低C/N值含鹽廢水

，研究發(fā)現(xiàn)適當(dāng)?shù)姆侄芜M水方式和進水比例，可節(jié)省后續(xù)反硝化時間和反硝化外碳源需求量，實現(xiàn)高效脫氮

、降低運行成本的同時防止N2O的大量釋放

。馬娟等[10]研究了CAST工藝處理低C/N實際生活污水的脫氮性能，研究發(fā)現(xiàn)采用分段進水交替A/O運行模式可大幅改善系統(tǒng)脫氮性能

，且TN去除率隨著交替次數(shù)的增多而提高

，交替4次平均去除率達87.23%。曹貴華等[11]采用改良A/O分段進水工藝處理我國南方低濃度

、低碳氮比城市生活污水

。經(jīng)過150d的連續(xù)運行，得到系統(tǒng)最佳流量分配比為20%：35%：35%：10%

；在此工況下COD、氨氮

、總氮

、總磷出水水質(zhì)分別為33.05mg/L、0.58mg/L

、9.26mg/L

、0.46mg/L，出水優(yōu)于國家GB-18918-2002一級A排放標準

。原水COD絕大部分作為厭氧釋磷和反硝化脫氮所需碳源

，系統(tǒng)對碳源有效利用率達74%；DO和ORP的協(xié)同控制可以作為系統(tǒng)厭氧放磷段的控制參數(shù)

；同時亦可作為缺氧段反硝化完成和好氧段硝化完成的指示性參數(shù)

。

3.2外加碳源

合肥塘西河再生水廠采用倒置A2/O（缺氧/厭氧/好氧—預(yù)缺氧）—MBR工藝處理低C/N城市生活污水。崔新偉等[12]研究了投加碳源前后各生化反應(yīng)池中有機物及氮元素的變化規(guī)律

，結(jié)果表明未投加外碳源時TN的去除率為52.3%

，脫氮效果不理想。當(dāng)乙酸鈉作外碳源

，投加量為50mgCOD/L時

，TN的去除率明顯提高，達到74.5%

。

4新工藝

陸謝娟[4]針對低C/N比污水現(xiàn)狀

，克服目前膜生物反應(yīng)器應(yīng)用于污水回用存在的脫氮不徹底問題，開發(fā)了連續(xù)流一體化間歇曝氣膜生物反應(yīng)器（Intermittent-aerationMembraneBiologicalReactor

，IMBR）

。IMBR集曝氣、沉淀

、膜濾于一體

，通過三相分離器將反應(yīng)區(qū)與膜室結(jié)合形成一體化構(gòu)造來強化脫氮，實現(xiàn)污泥自回流

，節(jié)省污泥回流費用

，同時由于反應(yīng)器上部進水中有機物的不斷補充

，滿足反硝化所需碳源，降低了投加碳源的運行成本

，提高了脫氮效果

。

5結(jié)語

在低C/N條件下，傳統(tǒng)生物脫氮工藝不能達到高效脫氮目的時

，可以考慮通過新工藝或者工藝組合達到高效脫氮的目標

；也可以考慮采用分段進水或者外加碳源等強化措施達到高效脫氮的目的?div id="jfovm50" class="index-wrap">？傊?div id="jfovm50" class="index-wrap">，應(yīng)結(jié)合實際污水性質(zhì)及現(xiàn)存的污水處理設(shè)施，選擇和確定合適的處理工藝和強化措施

。

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？有哪些碳源？投加在哪

？

本文Tags標簽：外加碳源,脫氮技術(shù),碳源不足,反銷化細菌對脫氮

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