在废水传统好氧生物处理工艺上实现脱氮技术分析研究 环境工程专业VIP专享VIP免费

在废水传统好氧生物处理工艺上实现脱氮技术分析研究环境工程专业摘要：近年来，工业废水处理工艺研究颇为甚多，国内外已实现许多行之有效的处理技术。其中为人熟知的好氧生物处理技术有：活性污泥法、AB法污水生物处理技术、SBR法污水处理技术、生物膜法处理技术等。传统工艺虽然能有效处理工业废水降解有机物，但却不能很好实现脱氮除磷，为此许多研究者研发了许多改进传统技术来实现这一目的。所以列举了几十年来在改进脱氮方面的进展。关键词：废水传统好氧生物处理技术脱氮技术改进概述：在自然界，氮化合物是以有机体、氨态氮、亚硝酸氮、硝酸氮以及气态氮存在的。传统的二级处理技术对氮的去除率是比较低的，它仅为微生物的生理功能所用，即用于细胞合成。活性污泥的营养平衡式为BOD：N：P=100：5：1。现行的以传统活性污泥法为代表的好氧生物处理法，其传统功能是去除废水中呈溶解性的有机底物，至于氮只能去除细菌细胞由于生理上的需要而摄取的数量，这样氮的去除率仅为20%-40%[1]。我们知道，要很好的实现脱氮，需要将自然界存在的氮循环的自然现象运用在活性污泥处理系统中去。废水中的有机氮化合物可经氨化微生物的分解而释放出氨，即氨化作用。氨态氮进一步氧化，在硝化菌的好氧呼吸过程中，首先被转化为亚硝酸盐，然后最终转化成硝酸盐，这个过程为硝化过程。由于硝化菌是一类自养型菌，故在废水的硝化处理过程中，含碳有机底物浓度不应过高。通过生物反硝化将氮化合物转化为人体无害的分子氮溢出返回大气。参与这一过程的微生物为反硝化菌，这是一类异养型兼性厌氧细菌。在生物反硝化过程中，不仅可使氮化合物被还原，而且还可以使有机碳底物得到氧化分解。为此，反硝化作用将同时起到去碳、脱氮的效果。这意味着在废水生物处理中，反硝化工艺的应用可以达到除碳、除氮的目的[2]。1LINPOR-N工艺——改进的活性污泥法的工艺活性污泥法于1914年在英国曼彻斯特建成试验厂开创。活性污泥处理系统的生物反应器是曝气池。此外系统的主要组成还有二次沉淀池、污泥回流系统和曝气及空气扩散系统。活性污泥上的细菌以异养型的原核细菌为主，这种细菌具有较高的增殖速率，也具有较强的分解有机物并将其转化为无机物的功能。在活性污泥处理系统中，有机底物从废水中去除过程的实质就是有机底物作为营养物质被活性污泥微生物摄取、代谢与利用的过程，也就是活性污泥反应过程。其结果是废水得到净化，微生物获得能量合成新的细胞，使活性污泥得到增长。德国LINDE股份公司的ManfrodRMorper[3]博士针对传统活性污泥工艺，开展了研究并提出了一系列新的活性污泥法改进工艺。LINPOR工艺是一种传统活性污泥法的改进型工艺，它通过在传统工艺曝气池中投加一定数量的多孔泡沫塑料颗粒作为活性生物量的载体材料而实现的。它改进传统活性污泥工艺的处理效能和运行可靠性，改进传统活性污泥处理厂由于水质水量等变化的原因使曝气池中污泥流失、数量不足、性能恶化等所导致的污泥膨胀、对COD、BOD、NH4+-N及TN等去除率下降的问题。在LINPOR工艺中，改进后的曝气池称为LINPOR反应器，在此中投加的多孔泡沫塑料颗粒载体的量一般占曝气池有效体积的10%-30%，作为反应器中活性生物体的附着生长载体。此载体的要求极高，一般需要体积小，比表面积大，孔多均匀的载体。目前，作此载体的材料尚为不多，满足上述严格要求的仅几种。SanduSimonel[4]等研究了以塑料球为载体的流化床硝化效率的影响因素。研究结果表明：低流化率能对生物膜进行很好的保护，使其免受摩擦力的破坏；高流速使水回流快，产生较好的硝化效率，小粒径球体为单位体积反应器提供更大的硝化表面积；而当载体密度接近水时，载体悬浮于水中，流化性能好。王建龙[5]等人认为载体小球材料的选择，具体要求是制备的小球成本低，易于制成各种形状，在常温常压下很快固化，抗冲击能力强，还要求小球的基质具有通透性，物理及化学稳定性好，对微生物无毒。一般说来海藻酸钙和PVA凝胶机械强度和传质性能均较好，对生物无毒，且耐生物分解性良好，是较为合适的细胞载体[6]。日本向曝气池中投加聚氨酯泡抹小方块的类似研究也表明该复合工艺可...